同调代数

投射分解

投射分解用一个完全由良好构件搭成的逼近物来替换一个模。投射模是这样一类模:映射可以沿它提升,正合序列可以从它处分裂——它们是自由、可塑材料的代数类比。其思想是把任意模表示为一条由投射模构成的长正合链的末端,用一个我们完全理解其各项的复形,换下一个可能复杂的对象。

形式地说,R 模 M 的投射分解是一条正合序列 ... -> P_2 -> P_1 -> P_0 -> M -> 0,其中每个 P_i 都是投射模。这样的分解总是存在,因为每个模都是某个自由模(从而投射模)的商;人们逐步构造它:先用 P_0 覆盖 M,再用 P_1 覆盖其核,如此进行。舍去 M,截断复形 ... -> P_1 -> P_0 -> 0 在次数 0 处同调为 M,别处为零,故它是 M 的替身。

投射分解并不唯一,但任意两个都是链同伦等价的,因而任何函子施加其上再取同调都给出良定的答案。左导出函子——Tor 即其一——正是这样计算的:先分解,施加函子,再取同调。所需非零项的最小个数度量 M 的投射维数,这是一个基本不变量。

在 Z 上,模 Z/nZ 有投射分解(实为自由分解)0 -> Z -> Z -> Z/nZ -> 0,第一个映射是乘以 n。它长度为 1,故 Z/nZ 的投射维数为 1。

Z/nZ 的长度为一的自由分解。