называется "FP". На самом деле, теория эта нужна для того, чтобы работать с когерентными кольцами (такими как, например, факторкольцо кольца многочленов от бесконечного числа переменных по конечно-порожденному идеалу соотношений) так, как без нее можно было бы работать только с нетеровыми (такими как, например, факторкольцо кольца многочленов от конечного числа переменных по идеалу соотношений).
Напомним, что ассоциативное кольцо R называется когерентным слева, если любой конечно-порожденный подмодуль конечно-представимого левого R-модуля конечно-представим. Конечно-преставимые левые модули над когерентным слева кольцом R образуют абелеву категорию (с точным функтором вложения в категорию всех модулей).
Пусть R -- когерентное слева кольцо. Левый R-модуль J называется FP-инъективным, если Ext
R1(M,J) = 0 для любого конечно-представимого левого R-модуля M, или, что эквивалентно, Ext
R>0(M,J) = 0 для любого такого M. (Утверждение об эквивалентности этих двух условий уже использует когерентность слева кольца R.)
Лемма 1. Класс FP-инъективных левых R-модулей замкнут относительно операций перехода к коядру вложения, расширений, бесконечных прямых сумм и произведений, а также относительно направленных индуктивных пределов.
Левый R-модуль P называется FP-проективным, если Ext
R1(P,J) = 0 для любого FP-инъективного левого R-модуля J, или, что эквивалентно, Ext
R>0(P,J) = 0 для любого такого J. (Утверждение об эквивалентности этих определений выводится из леммы 1.)
Лемма 2. а) Класс FP-проективных левых R-модулей замкнут относительно операций перехода к ядру сюръекции, расширений и бесконечных прямых сумм, а также, более общим образом, относительно трансфинитно-итерированных (в смысле индуктивного предела) расширений.
б) Левый R-модуль FP-проективен тогда и только тогда, когда он изоморфен прямому слагаемому трансфинитно-итерированного расширения конечно-представимых левых R-модулей.
Утверждение леммы 2а), понятное дело, доказывается гораздо легче утверждения леммы 2б), доказательство которого требует теоретико-множественной техники и проводится одновременно с доказательством следующей леммы 3.
Лемма 3. а) Всякий левый R-модуль является фактормодулем подходящего FP-проективного левого R-модуля по некоторому его FP-инъективному R-подмодулю.
б) Всякий левый R-модуль можно вложить в подходящий FP-инъективный левый R-модуль так, чтобы фактормодуль был FP-проективен.
Следующая лемма демонстрирует идею использования FP-инъективных модулей в контексте дуализирующих комплексов, ковариантной двойственности и т.п.:
Лемма 4. Пусть S -- ассоциативное кольцо, R -- когерентное справа кольцо, J -- инъективный левый S-модуль, и K -- S-R-бимодуль, являющийся FP-инъективным правым R-модулем. Тогда левый R-модуль Hom
S(K,J) является плоским.
Зачем все это нужно? Ответ на этот вопрос можно дать на двух уровнях:
- Нетеровы слева кольца хороши тем, что над ними класс инъективных модулей замкнут относительно бесконечных прямых сумм (а не только относительно бесконечных произведений, как над произвольным ассоциативным кольцом). Замена инъективных модулей на FP-инъективные позволяет иметь свойство замкнутости относительно бесконечных прямых сумм не только над нетеровыми, но и над когерентными слева кольцами.
При этом над нетеровым слева кольцом классы инъективных и FP-инъективных левых модулей совпадают, все левые модули FP-проективны. Когерентные слева кольца, с другой стороны, характеризуются условием, что над ними класс плоских правых модулей замкнут относительно бесконечных произведений. В этом смысле можно сказать, что (над когерентными кольцами) FP-инъективные модули находятся в том же отношении к инъективным, как плоские к проективным.
- Да, но зачем нужны когерентные кольца? -- Чтобы заниматься бесконечномерной и полубесконечной алгебраической геометрией. См. первый абзац этого постинга.
Кроме того, когерентными являются некоторые интересные некоммутативные кольца. Например, свободная некоммутативная алгебра с ≥2 образующими когерентна, но не нетерова.
Литература:
1.
http://maths.nju.edu.cn:8001/portals/blog/nqding/pdf/Notes%20on%20FP-projective%20modules%20and%20FP-injective%20modules.pdf (Notes on FP-projective modules and FP-injective modules, by Lixin Mao and Nanquing Ding) и далее по ссылкам
2.
http://posic.livejournal.com/774605.html (см. также
http://posic.livejournal.com/776156.html )
3.
http://posic.livejournal.com/815381.html и далее по ссылкам