同調代數

左正合函子

函子對正合序列的友好程度各有不同。左正合函子尊重短正合序列的左半部分——它保持核的存在以及起點處的單射性——但可能在右端失效,丟掉滿射性。設想一種翻譯,它忠實地呈現一句話的開頭與中間,卻把最後一個詞譯得亂七八糟:失敗集中在一端,而正是這種集中使之可度量。

形式地說,加性(協變)函子 F 是左正合的,若對每條短正合序列 0 -> A -> B -> C -> 0,序列 0 -> F(A) -> F(B) -> F(C) 都正合。等價地,F 保持一切有限極限,尤其是核與有限積。典範例子是對固定模 M 的 Hom(M, -):把它施加於短正合序列會保持單射性以及中間的正合性,但誘導映射 Hom(M, B) -> Hom(M, C) 未必滿。反變函子如 Hom(-, M) 稱為左正合,若它把短正合序列變為 0 -> F(C) -> F(B) -> F(A)。

右正合性的缺陷恰好是右導出函子所修復的:F 左正合,正是為了使 R^0 F = F,並讓更高的 R^n F 接續起來構成長正合序列。對偶地,右正合函子(以張量積為範本)保持右端,由左導出函子修正。既左正合又右正合的函子稱為正合函子,其導出函子在正次數處消失。

把 Hom(Z/2Z, -) 施加於 0 -> Z -> Z -> Z/2Z -> 0(第一個映射乘以 2)。得到 0 -> 0 -> 0 -> Z/2Z,因為 Hom(Z/2Z, Z) = 0 而 Hom(Z/2Z, Z/2Z) = Z/2Z。左半部分保持正合;映到最後一項的滿射性失效,所缺的那一塊正是 Ext^1。

Hom 是左正合的;右正合性的失敗由 Ext 度量。