Кіріспе
Абель тобы коммутативті моноидты кеңейтеді. Математикада, коммутативті моноид M-нің Гротендик тобы немесе айырмашылықтар тобы – белгілі бір абель тобы болып табылады. Бұл абель тобы M-нен ең әмбебап тәсілмен құрастырылады, яғни M-нің гомоморфты бейнесін қамтитын кез келген абель тобы, M-нің Гротендик тобының да гомоморфты бейнесін қамтиды. Гротендик тобының құрылысы, Александр Гротендиктың Гротендик-Риман-Рох теоремасын дәлелдеу кезінде енгізген категориялар теориясының нақты бір жағдайынан алынған, бұл К-теорияның дамуына әкелді. Бұл нақты жағдай – абельдік санаттағы объектілердің изоморфизм кластарының моноиді, ал оның операциясы – тікелей қосынды.
In mathematics, the Grothendieck group, or group of differences, of a commutative monoid M is a certain abelian group. This abelian group is constructed from M in the most universal way, in the sense that any abelian group containing a homomorphic image of M will also contain a homomorphic image of the Grothendieck group of M. The Grothendieck group construction takes its name from a specific case in category theory, introduced by Alexander Grothendieck in his proof of the Grothendieck–Riemann–Roch theorem, which resulted in the development of K theory. This specific case is the monoid of isomorphism classes of objects of an abelian category, with the direct sum as its operation.
Мотивация
Коммутативті моноид M берілген жағдайда, M-ден туындайтын "ең жалпы" Абель тобы K, M-нің барлық элементтеріне кері элементтерді қосу арқылы құрастырылады. Мұндай Абель тобы K әрқашан болады; ол M-нің Гротендик тобы деп аталады. Ол белгілі бір әмбебап қасиетімен сипатталады және M-ден нақты құрастырылуы мүмкін. Егер M-де қысқару қасиеті болмаса (яғни, M-де a, b және c элементтері бар және ), онда Гротендик тобы K, M-ді қамтуы мүмкін емес. Атап айтқанда, егер моноид операциясы көбейту арқылы белгіленген және әрбір үшін нөлдік элементті қанағаттандырса , онда Гротендик тобы тривиальды топ (бір ғана элементі бар топ) болуы керек, себебі кез келген x үшін теңдік орындалуы тиіс.
If M does not have the cancellation property (that is, there exists a, b and c in M such that and ), then the Grothendieck group K cannot contain M. In particular, in the case of a monoid operation denoted multiplicatively that has a zero element satisfying for every the Grothendieck group must be the trivial group (group with only one element), since one must have
for every x.
Жалпыға ортақ меншік
M коммутативті моноид болсын. Оның Гротендик тобы – K абельдік тобы, келесі универсалды қасиетті қанағаттандыратын моноидтық гомоморфизм φ: M → K арқылы анықталады: M-ден Абельдік топқа кез келген моноидтық гомоморфизм үшін, тек бір ғана топ гомоморфизмі ғана табылады, осылайша φ арқылы өтеді. Бұл, M-нің гомоморфты бейнесін қамтитын кез келген Абельдік топ A, сонымен қатар K-ның гомоморфты бейнесін де қамтиды дегенді білдіреді, K – M-нің гомоморфты бейнесін қамтитын "ең жалпы" Абельдік топ болып табылады.
This expresses the fact that any abelian group A that contains a homomorphic image of M will also contain a homomorphic image of K, K being the "most general" abelian group containing a homomorphic image of M.
Қасиеттері
Категория теориясының тілінде кез келген әмбебап құрылым функтор тудырады; осылайша коммутативті моноидтар санатынан абельдік топтар санатына функтор алынады, ол коммутативті моноид M-ді оның Гротендик тобы K-ға жібереді. Бұл функтор абельдік топтар санатынан коммутативті моноидтар санатына «ұмыту» функторына сол жақтан қосымша болады. Коммутативті моноид M үшін, i: M → K бейнесі тек қана M-де қысқару қасиеті болса ғана инъективті болады, ал M топ болса ғана биективті болады.
Мысал: көптік Grothendieck тобы
Гротендик тобы К-теорияның негізгі құрылымы болып табылады. M компактты көпқырлының тобы M-дегі шекті рангілі векторлық шоғырлардың барлық изоморфизм кластарының коммутативтік моноидінің Гротендик тобы ретінде анықталады, моноид операциясы тікелей қосылу арқылы беріледі. Бұл көпқырлылардан абельдік топтарға дейінгі ковариантты функторды береді. Бұл функтор топологиялық К-теорияда зерттеледі және кеңейтіледі.
Мысал: сақинаның Гротендик тобы
R сақинасының (қажетті емес коммутативті) нөлдік алгебралық K тобы – R үстіндегі шекті жасалған проективті модульдердің изоморфизм кластарынан тұратын моноидтың Гротендик тобы, онда моноид операциясы тікелей қосылыс арқылы беріледі. Осылайша, – сақиналардан абелдік топтарға ковариантты функтор. Бұрынғы екі мысал байланысты: М компактты көпқырлы кеңістіктегі комплекс санды тегіс функциялардың сақинасы болған жағдайды қарастырайық. Бұл жағдайда проективті R модульдері M үстіндегі векторлық шоғырлармен жұптасқан (Серре-Сван теоремасы бойынша). Сондықтан және бірдей топ болып табылады.
Үшбұрышты санаттардың Гротендик топтары
Тіпті одан әрі жалпылау арқылы үшбұрышты категориялар үшін де Гротендиктің тобын анықтау мүмкін. Құрылысы негізінен ұқсас, бірақ X → Y → Z → X[1] ерекшеленген үшбұрыш болған жағдайда [X] − [Y] + [Z] = 0 қатынасын қолданады.