同調代數

Tor 函子

與一個模做張量積是一種友好的運算,但它仍可能破壞單射性:把一個單射張量化未必仍是單射。Tor 正是對單射性究竟損失多少的精確記錄。其名源自撓(torsion),因為這種損失最初顯現之處——把 Z/nZ 與另一個群做張量積——恰好產生撓現象,而 Tor 在每個次數上都將其乾淨地刻畫出來。

形式地說,對右 R 模 A 與左 R 模 B,Tor_n^R(A, B) 是張量積 A ⊗_R - 的第 n 個左導出函子:取 B 的投射分解 P_* -> B,構成複形 A ⊗ P_*,再取同調。(也可改為分解 A;答案相同。)則 Tor_0(A, B) = A ⊗_R B,且任一變元上的短正合序列都誘導 Tor 群的長正合序列,修復張量化所失的左正合性。

Tor 在所有正次數處消失,當且僅當被分解的模是平坦的——這是平坦性最乾淨的刻畫。故 Tor 度量非平坦性,正如 Ext 度量非投射性。在主理想整環上 Tor 集中於次數 0 與 1,而 Tor_1 探測撓子模,這正是其名的最初由來。Tor 還出現在 Künneth 公式中,將乘積的同調與各因子的同調聯繫起來。

在 Z 上,Tor_1(Z/mZ, Z/nZ) ≅ Z/gcd(m,n)Z。用 0 -> Z -> Z -> Z/mZ -> 0(第一個映射為乘以 m)分解 Z/mZ 並與 Z/nZ 張量,得到 Z/nZ -> Z/nZ(乘以 m);其核為 Z/gcd(m,n)Z。故 Tor_1(Z/2Z, Z/2Z) = Z/2Z。

兩個循環群的 Tor_1 還原出它們的最大公約數。