環上の加群

定義

加群と準同型

環上の左加群

𝑅を与える.

  • 環上の左 𝑅-加群(left 𝑅-module)とは,以下のデータからなる:
    • 可換群 𝑀
    • スカラー乗法と呼ばれる演算 𝑅Π𝑀 𝑀

    これらは以下の条件を満たす.

    • 𝑟𝑅 , 𝑥,𝑦 𝑀 , 𝑟 ( 𝑥+𝑦 ) = 𝑟𝑥 + 𝑟𝑦
    • 𝑟,𝑠 𝑅 , 𝑥𝑀 , ( 𝑟+𝑠 ) 𝑥 = 𝑟𝑥 + 𝑠𝑥
    • 𝑟,𝑠 𝑅 , 𝑥𝑀 , ( 𝑟𝑠 ) 𝑥 = 𝑟 ( 𝑠𝑥 )
    • 𝑥𝑀 , 1𝑅 𝑥 = 𝑥
  • 環上の右 𝑅-加群(right 𝑅-module)とは,以下のデータからなる:
    • 可換群 𝑀
    • スカラー乗法と呼ばれる演算 𝑀Π𝑅 𝑀

    これらは以下の条件を満たす.

    • 𝑥,𝑦 𝑀 , 𝑟𝑅 , ( 𝑥+𝑦 ) 𝑟 = 𝑥𝑟 + 𝑦𝑟
    • 𝑥𝑀 , 𝑟,𝑠 𝑅 , 𝑥 ( 𝑟+𝑠 ) = 𝑥𝑟 + 𝑥𝑠
    • 𝑥𝑀 , 𝑟,𝑠 𝑅 , 𝑥 ( 𝑟𝑠 ) = ( 𝑥𝑟 ) 𝑠
    • 𝑥𝑀 , 𝑥 1𝑅 = 𝑥
  • 𝑅可換環の場合, 𝑟𝑥 𝑥𝑟 と対応させることで左 𝑅-加群と右 𝑅-加群が一対一に対応する.このとき左 𝑅-加群のことを単に𝑅-加群と呼ぶ.

𝑅𝑅-加群とその反対環 𝑅op 𝑅op-加群は一対一に対応する.よって以下では基本的に左加群を考える.

環上の加群準同型

を与える.

写像 𝑓 : 𝑀𝑁 𝑟 , 𝑠 𝑅 , 𝑥 , 𝑦 𝑀 , 𝑓 ( 𝑟 𝑚 + 𝑠 𝑛 ) = 𝑟 𝑓 ( 𝑚 ) + 𝑠 𝑓 ( 𝑛 ) を満たすとき,𝑓(左𝑅-加群)準同型と呼ぶ.

同型定理

部分左𝑅-加群

部分𝑅-加群と呼ぶ.

単純性

単純

非自明な部分加群をもたないとき,単純(simple)または既約(irreducible)と呼ぶ.

基本的な性質

環上の加群の零元・逆元

を与えると,以下が成り立つ:

  • 𝑟 𝑅 , 𝑥 𝑀 ( 𝑟 ) 𝑥 = ( 𝑟 𝑥 )
  • また,𝑅の零元 0𝑅 と群𝑀の単位元 0𝑀 に対し,以下が成り立つ. 0𝑅 𝑥 = 0𝑀
𝑟 𝑥 + ( 𝑟 ) 𝑥 = ( 𝑟 𝑟 ) 𝑥 = 0 𝑅 𝑥 0 𝑀 0 𝑀 = 0 𝑅 𝑥 0 𝑅 𝑥 = ( 0 𝑅 + 0 𝑅 ) 𝑥 0 𝑅 𝑥 = 0 𝑅 𝑥 + 0 𝑅 𝑥 0 𝑅 𝑥 = 0 𝑅 𝑥 + 0 𝑀 = 0 𝑅 𝑥