Кіріспе

Математикада, әсіресе бейнелеу теориясы және модуль теориясы салаларында, "жақсы" дуалдық қасиеттері бар алгебралық құрылым – Фробен алгебрасы, шекті өлшемді бірлік ассоциативтік алгебра болып табылады. Бұл алгебраларға ерекше жақсы дуалдық теорияны сыйлайтын ерекше біртұтас формаға ие. Фробен алгебраларын 1930 жылдары Ричард Брауэр мен Сесил Несбит зерттей бастады және олар Георг Фробеннің құрметіне аталды. Тадаси Накаяма бай дуалдық теорияның бастамасын ашты, ал Жан Диодонне оны Фробен алгебрасын сипаттау үшін пайдаланды. Фробен алгебрасы квази-Фробен сақиналарына дейін жалпыландырылды, яғни оң жақты тұрақты бейнелеуі инъективті Нотер сақиналарына. Соңғы кезде топологиялық кванттық өріс теориясымен байланысы болғандықтан Фробен алгебраларына қызығушылық қайта жанданды.

Анықтама

k өрісінде анықталған, шекті өлшемді, бірлік, ассоциативтік алгебра A, егер A, төмендегі теңдеуді қанағаттандыратын, дегенерацияланбаған екі сызықты форма σ : A × A → k арқылы жабдықталған болса, Фробен алгебрасы деп аталады: 1 = σ(a·b, c) = σ(a, b·c). Бұл екі сызықты форма алгебраның Фробен формасы деп аталады. Балама ретінде, A-ны λ : A → k сызықтық функционалымен жабдықтауға болады, мұнда λ ядросы A-ның нөлдік емес сол жақ идеалдарын қамтымайды. Егер σ симметриялық болса, немесе эквивалентті түрде λ, 1 = λ(a·b) = λ(b·a) теңдеуін қанағаттандырса, онда Фробен алгебрасы симметриялық деп аталады. Векторлық кеңістіктің симметриялық алгебрасы деген басқа, көбінесе байланыссыз ұғым да бар.

Накаяма автоморфизмі

Жоғарыда көрсетілгендей σ-мен Фробен алгебрасы A үшін, 1=σ(a, b) = σ(ν(b), a) шартын қанағаттандыратын A-ның автоморфизмі ν, A және σ-ға байланысты Накаяма автоморфизмі болып табылады.

Мысалдар

Кез келген өріс k бойынша анықталған матрицалық алгебра – Фробен алгебрасы болып табылады, оның Фробен пішімі σ(a,b) = tr(a·b) теңдігімен беріледі, мұндағы tr – ізді білдіреді. Кез келген шекті өлшемді бірлік ассоциативтік алгебра A өзінің эндоморфизм сақинасына End(A) табиғи гомоморфизмге ие. А-дағы билинейрлік нысанды алдыңғы мысал сияқты анықтауға болады. Егер бұл билинейрлік нысан дегенгерейіш болса, онда ол А-ға Фробен алгебрасының құрылымын береді. Шекті топ G-нің k[G] топтық сақинасы k өрісі бойынша симметриялық Фробен алгебрасы болып табылады, мұндағы Фробен пішімі σ(a,b) a·b көбейтіндісіндегі бірлік элементінің коэффициентімен беріледі. k өрісі үшін төрт өлшемді k алгебрасы k[x,y]/(x², y²) – Фробен алгебрасы. Бұл төменде келтірілген коммутативті жергілікті Фробен сақиналарының сипаттамасынан туындайды, себебі бұл сақина x және y арқылы туындаған максималды идеалға және xy арқылы туындаған бірегей минималды идеалға ие жергілікті сақина болып табылады. k өрісі үшін үш өлшемді k алгебрасы A = k[x,y]/(x,y)² – Фробен алгебрасы емес. xA-дан A-ға x ↦ y шарттылығымен туындаған A гомоморфизмін A-дан A-ға кеңейту мүмкін емес, бұл сақинаның өзін-өзі инъекциялық емес екенін көрсетеді, демек Фробен емес. 1969 жылғы Ларсон Свидлердің Хопф модульдері мен интегралдары туралы теоремасына сәйкес, кез келген шекті өлшемді Хопф алгебрасы.

Қасиеттері

Фробен алгебраларының тікелей және тензорлық көбейтінділері – Фробен алгебралары болып табылады. Шекті өлшемді коммутативті жергілікті алгебра егер және тек оң жақты тұрақты модуль инъективті болса, және тек қана алгебрада бірегей минималды идеал болса ғана Фробендік болып табылады. Коммутативті жергілікті Фробен алгебралары – олардың қалдық өрісін қамтитын және оған шекті өлшемді нөлдік өлшемді жергілікті Горенштейн сақиналары. Фробен алгебралары – квази Фробен сақиналары, және әсіресе, олар сол және оң жақты Артинияндық және сол және оң жақты өзіне инъективті. k өрісі үшін, шекті өлшемді, бірлікке ие, ассоциативті алгебра егер және тек инъективті оң жақ A модулі Homk(A,k) A-ның оң жақты тұрақты бейнелеуіне изоморфты болса ғана Фробендік болып табылады. k-ның шексіз өрісі үшін, шекті өлшемді, бірлікке ие, ассоциативті k алгебрасы, егер оның оң жақты минималды идеалдары шекті саны болса ғана Фробен алгебрасы болып табылады. Егер F – k өрісінің шекті өлшемді кеңейту өрісі болса, онда шекті өлшемді F алгебрасы скалярларды шектеу арқылы табиғи түрде шекті өлшемді k алгебрасы болып табылады, және ол Фробендік k алгебрасы болса ғана Фробендік F алгебрасы болып табылады. Басқаша айтқанда, Фробендік қасиет алгебра шекті өлшемді алгебра болып қала бергенше, өріске тәуелді емес. Сол сияқты, егер F – k өрісінің шекті өлшемді кеңейту өрісі болса, онда кез келген k алгебрасы A табиғи түрде F алгебрасын, F ⊗k A тудырады, және A – Фробендік k алгебрасы, егер және тек егер F ⊗k A – Фробендік F алгебрасы болса. Осы алгебралардың арасында қарапайым модульдердің A-дуалдары әрқашан қарапайым болады. Шекті өлшемді би-Фробен алгебрасы немесе қатаң қос Фробен алгебрасы – бұл k векторлық кеңістік A, екі көбейту құрылымы бар бірлікке ие Фробен алгебрасы (A, •, 1) және (A, , ): A-дан k-ға көбейтуші гомоморфизмдер және дегенерацияланбаған болуы керек, сондай-ақ A-ның өзіне k изоморфизмі S, екі құрылым үшін де антиавтоморфизм, сондықтан бұл дәл осылай болады, егер A – k-ге шекті өлшемді Хопф алгебрасы болса және S оның антиподы болса. Шекті топтың топтық алгебрасы – мысал келтіруге болады.

Қолданбалар

Фробен алгебралары бастапқыда шекті топтардың өкілдік теориясын зерттеу барысында қарастырылған, сондай-ақ сан теориясы, алгебралық геометрия және комбинаториканы зерттеуге үлес қосты. Олар Хопф алгебраларын, кодтау теориясын және ықшам бағытталған манифольдтардың когомология сақиналарын зерттеуде қолданылды.