模的Gorenstein平坦模
我们先从模的平坦性概念开始。设 \(R\) 是一个环,一个左 \(R\)-模 \(F\) 称为平坦模,如果函子 \(-\otimes_R F\) 是正合的,即对任意正合序列 \(0 \to A \to B \to C \to 0\),张量积后序列 \(0 \to A \otimes_R F \to B \otimes_R F \to C \otimes_R F \to 0\) 仍正合。平坦模是投射模的推广,但结构更灵活,例如在非诺特环上,平坦模未必是投射模。
接下来,我们考虑模的Gorenstein性质。一个左 \(R\)-模 \(M\) 称为Gorenstein投射模,如果存在一个投射模的长正合序列 \(\mathbf{P}^\bullet = \cdots \to P_1 \to P_0 \to P^{-1} \to \cdots\),使得 \(M \cong \operatorname{Im}(P_0 \to P_{-1})\),且对任意投射模 \(Q\),函子 \(\operatorname{Hom}_R(-, Q)\) 作用于 \(\mathbf{P}^\bullet\) 后仍正合。类似地,Gorenstein内射模可通过内射模的长正合序列定义。
现在,我们引入Gorenstein平坦模。一个左 \(R\)-模 \(M\) 称为Gorenstein平坦模,如果存在一个平坦模的长正合序列 \(\mathbf{F}^\bullet = \cdots \to F_1 \to F_0 \to F_{-1} \to \cdots\),使得 \(M \cong \operatorname{Im}(F_0 \to F_{-1})\),且对任意内射右 \(R\)-模 \(I\),函子 \(I \otimes_R -\) 作用于 \(\mathbf{F}^\bullet\) 后仍正合。这个条件确保了与内射模的张量积操作不破坏序列的正合性,是平坦性的某种"同调对偶"形式。
Gorenstein平坦模的重要性在于它们推广了平坦模,同时在Gorenstein环(一种同调维数有限的诺特环)上具有优良性质。例如,若 \(R\) 是Gorenstein环,则所有模都有有限的Gorenstein平坦维数,且Gorenstein平坦模类在对扩张和直和项封闭下形成一个Frobenius范畴。此外,Gorenstein平坦模与Tate上同调有深刻联系,常用于研究环的奇点性质和模的稳定范畴。