模论

分裂正合序列

分裂正合序列是这样一种短正合序列:其中间的模干净地拆成两端——扩张是平凡的。分裂是最好的结局:子模 A 在 B 中有补,于是 B 不过是把 A 与 C 并排放置,拼装过程中没有任何东西被拧在一起。

短正合序列 0 -> A -i-> B -p-> C -> 0 分裂,如果下列等价条件之一成立:存在收缩 r : B -> A 使 r∘i 等于 A 上的恒等;存在截面 s : C -> B 使 p∘s 等于 C 上的恒等;或 B 是 i(A) 与一个补子模的内直和。每种情形下都有 B ≅ A ⊕ C,且该同构与映射 i 和 p 相容(分裂引理)。

在某些情形下分裂是自动的:任何以投射模结尾的短正合序列都分裂(用提升性质构造截面),任何以内射模开头的序列也分裂。在域上,向量空间的每个短正合序列都分裂——子空间总有补——这恰恰解释了为何线性代数比模论简单得多。

0 -> Z/2Z -> Z/6Z -> Z/3Z -> 0 分裂,因为由中国剩余定理 Z/6Z ≅ Z/2Z ⊕ Z/3Z;一个截面把 Z/3Z 的生成元送到 Z/6Z 中唯一的 3 阶元素。与之对照,0 -> Z -> Z -> Z/2Z -> 0 不分裂。

互素强制分裂;分裂引理随即给出 B ≅ A ⊕ C。