코스줄 콤플렉스

Koszul complex

수학에서 코즐 콤플렉스장루이 코즐에 의해 리알헤브라코호몰로지 이론을 정의하기 위해 처음 도입되었다(리히 대수 코호몰로지 참조).그것은 호몰로지 대수학에서 유용한 일반적인 건축물로 판명되었다.도구로서 그것의 호몰로지(homology)는 (로컬) 링의 원소 집합이 M-정기서열일 때를 알려주는 데 사용될 수 있으며, 따라서 Krull 차원의 기하학적 개념과는 관련이 있지만 다른 차원의 대수적 개념인 모듈이나 이상에 관한 기본적인 사실들을 증명하는 데 사용될 수 있다.더구나 어떤 상황에서는 콤플렉스가 시지지의 콤플렉스, 즉 모듈의 발전기간의 관계, 이러한 관계들의 관계 등을 알려준다.

정의

R을 정류 링으로 하고 ER에 대한 유한 등급의 자유 모듈로 한다.우리는 E의 i번째 외부 파워를 위해 라고 쓴다.그런 다음 R-선형 s : s\ R에 따라 s와 연관된 Koszul 콤플렉스는 R-modules의 체인 콤플렉스다.

,

여기서 d 는 E의 모든 i 에 대해 다음과 같이 차등 d k를 제공한다.

.

위첨자 은 용어가 생략되었음을 의미한다. + 1= 을(를) 표시하려면 Koszul 복합체의 자체 이중성을 사용하십시오

Note that and . Note also that ; this isomorphism is not canonical (for example, a choice of a volume form in differential geometry provides an example of such an isomorphism.)

If (i.e., an ordered basis is chosen), then, giving an R-linear map amounts to giving a finite sequence of elements in R (namely, a row vector) and then one sets

M이 정밀하게 생성된 R-모듈인 경우 다음 중 하나를 설정한다.

( , )= (s) R

또한 유도 차동 1 ) m)= d () m m

코즐 콤플렉스의 i번째 호몰로지

I-th Koszul homology(i-th Koszul homology라고 불린다.예를 들어 = s=[ s이(가) R에 항목이 있는 행 벡터인 d M{\1}가 된다

등등

마찬가지로

저차원의 코스줄 단지

교감 고리 R, 원소 X, R-모듈 M이 주어지면, x에 의한 곱셈은 R-모듈의 동형성을 산출한다.

이것을 체인 콤플렉스(도 1과 0에 넣고 다른 곳에 0을 추가함으로써)로 간주하여 , M로 표기한다구축에 의해 호몰로어는

M에서 x전멸자그러므로, 코스줄 콤플렉스와 그 호몰로지들은 곱셈의 근본적인 속성을 x로 암호화한다. 체인 콤플렉스 ( x) #Definition에서처럼 x에 관해서 RKoszul 콤플렉스라고 불린다.

, y) R 2 R

d1 {\} d2 {\2}가 주어지는 경우

=[

가 왼쪽에 적용된다는 점에 유의하십시오.정도 1의 주기는 정확히 요소 xy의 선형 관계인 반면 경계는 사소한 관계다.따라서 첫 번째 Koszul homology H1(K(x, y))는 사소한 관계를 정확하게 측정한다.더 많은 요소들로 고차원적인 Koszul 호몰로지는 이것의 더 높은 수준의 버전을 측정한다.

원소 , , … n{\가 규칙적인 순서를 형성하는 경우, 코즐 단지의 상위 호몰로지 모듈은 모두 0이다.

If k is a field and are indeterminates and R is the polynomial ring , the Koszul complex on the 가 k의 콘크리트 자유 R 분해능을 형성한다.

코즐 호몰로지 특성

E는 R 에 유한 등급의 자유 모듈이 되고 : {\은 R-선형 지도가 되며, R의 요소가 되도록 한다.(, ) 를) (, ) : R→ R 의 Koszul 복합체로 한다

Using , there is the exact sequence of complexes:

where [-1] signifies the degree shift by -1 and . One notes:[1] for in ,

동질대수의 언어에서 위의 의미는 , t) 이(가) : )→ K 매핑 콘이라는 뜻이다

정확한 일련의 동어들을 통해 우리는 다음을 얻는다.

여기서, 연결동형성

다음과 같이 계산된다.By definition, where y is an element of that maps to x. Since is a direct sum, we can simply take y to be (0, x).그러면 d ( , t의 초기 Δ = [ ]{\([가 주어진다

위의 정확한 순서는 다음과 같은 것을 증명하는 데 사용할 수 있다.

정리R을 링으로 하고 M을 그 위에 모듈로 두자.R 원소의 sequence , , x 이 M의 정규 순서라면,

모든 에 대해 특히 M = R일 때는 다음과 같다.

정확하다. 즉, 1,… , ) /( ,, r) R-free 해상도 입니다

r에 대한 유도에 의한 증명.If , then . Next, assume the assertion is true for r - 1.그런 다음 위의 정확한 시퀀스를 사용하여 i 대해 , ; M)= 0 을 본다.The vanishing is also valid for , since is a nonzerodivisor on

CorolararyR, M은 위와 되고, x ,x , n 일련 R 원소들이 되게 한다.Suppose there are a ring S, an S-regular sequence in S and a ring homomorphism SR that maps to . (For example, one can take 그러면

여기서 Tor는 Tor functor를 나타내고 MSR을 통한 S-module이다.

증명: S-모듈로서 SS에 적용된 정리에 의해 K(y1, ..., yn)는 S/(y1, ..., yn)의 S-프리 해상도임을 알 수 있다.따라서 정의상 1,, n)의 i-th 호몰로지 M 위의 우측이다.On the other hand, by the definition of the S-module structure on M.

CorolararyR, M은 위와 되고, x ,x , n 일련 R 원소들이 되게 한다.그러면 이상적인 =( x , , x ) M 전멸기의 전멸기.

나로서는

증명: Let S = R[y1, ..., yn].Turn M into an S-module through the ring homomorphism SR, yixi and R an S-module through yi → 0. By the preceding corollary, and then

국부적인 고리의 경우, 정리의 역은 유지된다.더 일반적으로

정리R을 링으로 하고 MR에 걸쳐 0이 아닌 미세하게 생성된 모듈로 한다. x1, x2, xr R의 제이콥슨 레디컬의 요소라면, 다음은 동등하다.

  1. 1 ,, x 은(는) M대한 정규 시퀀스 입니다.
  2. ( K( ,, x ) )= M
  3. ( ( ,, ) M)= M 모든 i 1 대해.

증거: 우리는 단지 2. 즉 1. 나머지는 명확하다는 것을 의미할 뿐이다.우리는 r에 대해 유도하여 논증한다.사례 r = 1은 이미 알려져 있다.x'x1, ..., xr-1 가리킨다. 고려하라.

Since the first is surjective, with . By Nakayama's lemma, and so x' is a regular sequence by the inductive hypothesis.두 번째 는 주입식이기 때문에(즉, 비체르디비소르) ,x 는 정규 순서다.(참고: 나카야마의 보조정리법으로, M/( 1,… , ) ≠ 0 M 0(는) 자동이다.)

코스줄 단지 텐서 제품

일반적으로 C, D가 체인 콤플렉스라면, 그들의 텐서 C C\ 다음에 의해 주어지는 체인 콤플렉스다.

미분: 모든 동질 원소에 대해 x, y,

여기서 x는 x의 정도 입니다.

이 공사는 특히 코스줄 단지에 적용된다.E, F는 유한 등급의 자유 모듈로 : E → s\R} : F →R[\t\ F R은 두 개의 R-선형 맵으로 한다.(, ) 을(를) 선형 지도(, t): z F → 의 Koszul 콤플렉스로 한다 그러면 콤플렉스로서

이를 보기 위해서는 (외부 파워와는 반대로) 외부 대수학으로 작업하는 것이 더 편리하다. 파생 정의 -1

요구 사항: 모든 동질 원소 x, y in eE,

  • () = s( ) 때 x =1 x 1}

= 도별 유도) 및 동질 원소에 대한 의 작용이 #Definition의 미분들과 일치한다는 것을 쉽게 알 수 있다.

이제 등급 R-모듈로 )= F F가 있다.또한, 처음에 언급된 텐서 제품의 정의에 따르면,

Since and are derivations of the same type, this implies

특히 주의할 점은

.

다음 명제는 요소들의 Koszul 콤플렉스가 어떻게 그들이 생성하는 이상에서 시퀀스에 관한 정보를 암호화하는지를 보여준다.

발의안R을 링이 되게 하고 I = (x1, ..., xn) 일부 n-요소들에 의해 생성된 이상이다.그 다음, 어떤 R-모듈 M과 어떤 원소1 y, ..., I에서r y,

여기서 은(는) 0의 차이를 갖는 복합체로 간주된다.(사실, 분해는 체인 레벨을 유지한다.)

증명: (당분간은 쉽지만 생략)

응용 프로그램으로서 우리는 코즐 호몰로지(Koszul homology)의 깊이감각을 보여줄 수 있다.(1)의 정의에 의해 R에 대해 미세하게 생성된 모듈 M을 고려할 때, 이상 I에 대한 M의 깊이는 M에 대한 I의 모든 규칙적인 요소 시퀀스 길이의 우월성이다.It is denoted by . Recall that an M-regular sequence x1, ..., xn in an ideal I is maximal if I contains no nonzerodivisor on

Koszul homology는 깊이의 매우 유용한 특성을 제공한다.

정리(깊이 감도)R1 노메테리아 고리, x, ..., Rn I = (x1, ..., xn)가 되도록 한다.미세하게 생성된 모듈 M over R의 경우, 만약, 일부 정수 m의 경우,

i ( K( ,, n)⊗ M)= H 모든 i > m,

하는 동안에

그러면 I의 모든 최대 M-정규 순서는 길이가 n - m이다(특히, 모두 길이가 같다).그 결과,

, )= - m .

증명: 공지를 가볍게 하기 위해 우리는 H(-)를 H(-)로 쓴다.,...이상적인에, ys은 최대M-regular 순서 우리는 y로었는데;이 순서를 의미한다_{\displaystyle{\underline{y}}}. 우리는 먼저 유도에 의해 나는{나는\displaystyle}에 보여 주었다는 주장은 Hi⁡(y_x1,…,)나는, M){\displaystyle \operatorname{H}_ᆭ({\underline{y}},x_{1}{나는},x_ ,\dots, M)}y1자. / ,, x ) ,이며 == l> > l > l이면 0이다기본 사례 = 은(는) 코즐 호몰로학의 #속성으로부터 명확하다.코즐 동문의 긴 정확한 배열과 귀납 가설에서,

,

즉, M/ 1,, ). 또한 같은 주장에 의해, 소멸은 > l 을 유지한다이로써 그 청구에 대한 증거가 완성되었다.

이제, (1, …, n ;) = 라는 주장과 초기 명제에서 따르게 된다.모든 i > n - s에 대해 MTo conclude n - s = m, it remains to show that it is nonzero if i = n - s. Since is a maximal M-regular sequence in I, the ideal I is contained in the set of all zerodivisors on , the finite union of the associated primes of the module.따라서 프라임 회피에 의해 M _ {\ 0이 아닌 v가 일부 존재하므로 = () _{} _{R} _{{R}}}}(이라고 할 수 있다.

자기 이중성

체인 콤플렉스 대신 코체인 콤플렉스를 이용하는 코스줄 콤플렉스에 대한 접근법이 있다.밝혀진 바와 같이, 이것은 본질적으로 같은 콤플렉스(코즐 콤플렉스의 자기이중성으로 알려진 사실)로 귀결된다.

E를 링 R 위에 있는 유한한 순위 r의 자유 모듈이 되게 하라.그런 다음 E의 각 요소 e는 e:에 의해 외부 왼쪽 곱셈을 발생시킨다.

= 이므로 l e l= 즉,

무료 모듈의 코체인 복합체야코즐 콤플렉스라고도 불리는 이 콤플렉스는 (아이젠버드 1995) 이 없음:(에서 사용되는 콤플렉스다.이중화하면 다음과 같은 콤플렉스가 있다.

.

Using an isomorphism , the complex coincides with the Koszul complex in the definition.

사용하다

코즐 단지는 바나흐 공간에서 통근 경계가 있는 선형 운영자의 튜플의 공동 스펙트럼을 정의하는데 필수적이다.[citation needed]

참고 항목

메모들

  1. ^ Indeed, by linearity, we can assume where . Then
    \cdots \
    ( ( ) + ,- K( ) y) 입니다
  2. ^ 마츠무라, 정리 16.5. (i) 대상 (
  3. ^ 아이젠버드, 연습 17.10. (
  4. ^ Serre, Ch IV, A § 2, Proposition 4. 대상 (
  5. ^ 마츠무라, 정리 16.5. (ii) (

참조

  • 데이비드 아이젠부드, 정류 대수학. 대수적 기하학을 바라보는 시각으로, 1995년 뉴욕 스프링거-베를라크, 150권 수학 대학원 텍스트. ISBN0-387-94268-8
  • William Fulton (1998), Intersection theory, Ergebnisse der Mathematik und ihrer Grenzgebiete. 3. Folge., vol. 2 (2nd ed.), Berlin, New York: Springer-Verlag, ISBN 978-3-540-62046-4, MR 1644323
  • Matsumura, Hideyuki (1989), Commutative Ring Theory, Cambridge Studies in Advanced Mathematics (2nd ed.), Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-36764-6
  • Serre, Jean-Pierre (1975), Algèbre locale, Multiplicités, Cours au Collège de France, 1957–1958, rédigé par Pierre Gabriel. Troisième édition, 1975. Lecture Notes in Mathematics (in French), vol. 11, Berlin, New York: Springer-Verlag

외부 링크