模的平坦维数
字数 789 2025-11-21 03:53:09
模的平坦维数
我们先从模的平坦性开始理解。一个右 R-模 M 称为平坦模,如果函子 \(- \otimes_R M\) 是正合的,也就是把任意正合序列 \(0 \to A \to B \to C \to 0\) 通过张量积 \(- \otimes_R M\) 作用后,得到的序列 \(0 \to A \otimes_R M \to B \otimes_R M \to C \otimes_R M \to 0\) 仍然是正合的。直观上,平坦模在与其它模做张量积时不会产生新的“扭结”。
接下来,我们考虑模 M 的平坦维数。平坦维数衡量 M 离平坦模有多远。具体定义是:取 M 的一个平坦分解,即一个长正合序列
\[\cdots \to F_2 \to F_1 \to F_0 \to M \to 0, \]
其中每个 \(F_i\) 是平坦模。这个分解的长度可以是无限的。平坦维数 \(\mathrm{fd}(M)\) 定义为所有这样的分解中,使得当 \(n > \mathrm{fd}(M)\) 时 \(F_n = 0\) 的最小整数 n;如果不存在这样的有限分解,则平坦维数为无穷大。
平坦维数也可以通过 Tor 函子来刻画:\(\mathrm{fd}(M) \le n\) 当且仅当对任意模 N 和所有 \(k > n\),有 \(\mathrm{Tor}^R_k(M, N) = 0\)。特别地,M 是平坦模当且仅当 \(\mathrm{fd}(M) = 0\)。
最后,我们考虑环 R 的整体平坦维数,定义为所有右 R-模的平坦维数的上确界,它也等于所有左 R-模的平坦维数的上确界。整体平坦维数为 0 意味着 R 是半单环(所有模平坦),而整体平坦维数为 1 则对应遗传环(所有理想是投射模)。