Smash积与Smash余积的对偶性
Duality between the Smash Product and Smash Coproduct
DOI: 10.12677/AAM.2017.69134, PDF, HTML, XML, 下载: 1,536  浏览: 1,898  科研立项经费支持
作者: 任北上, 金 帅, 陈 娟:广东科技学院,广东 东莞;韦玉球:广西外国语学院,广西 南宁;谢芬芳:广西师范学院,广西 南宁
关键词: Smash积模余代数余模余代数Smash余积Smash Product Module Coalgebra Comodule Coalgebra Smash Coprodule
摘要: 本文探究了模代数与模余代数、余模代数与余模余代数之间的相互关系,并从含于余代数A0内的余模余代数A出发,进一步刻画了Smash积与Smash余积的对偶性。
Abstract: This paper mainly discusses the relations between module algebra and module coalgebra, comod-ule algebra and comodule coalgebra. Last, from the comodule coalgebra A contained in A0, we further characterize duality between the smash product and smash coproduct.
文章引用:任北上, 韦玉球, 谢芬芳, 金帅, 陈娟. Smash积与Smash余积的对偶性[J]. 应用数学进展, 2017, 6(9): 1105-1114. https://doi.org/10.12677/AAM.2017.69134

1. 引言

本文中始终约定 K 为代数闭域, H K -Hopf代数, C K -余代数。在Hopf代数文献中,通常采用 [1] 中的Sigma记号: Δ ( c ) = c ( 1 ) c ( 2 ) , c C ,及 ρ ( c ) = c ( 1 ) c ( 0 )

定义1.1 [2] :设 A K -代数。称 A 为左 H -模代数(或 H A 上的作用),若下列三条成立:

(MA1) A 是左 H -模,结构映射 γ : H A A ,其中 γ ( h a ) = h a

(MA2) h ( a b ) = ( h ( 1 ) a ) ( h ( 2 ) b ) , h H , a , b A

(MA3) h 1 A = ε H ( h ) 1 A , h H

例1.1:设 A K -代数。如果 f H o m ( H , A ) 是卷积可逆的代数同态,则 A 是左 H -模代数,其中 h a = f ( h ( 1 ) ) a f 1 ( h ( 2 ) ) h H , a A

在 [1] 中我们知道 A # H = A H 可以构成一个 K -代数,其中乘法运算为 ( a # h ) ( b # g ) = a ( h 1 b ) # h 2 g , a , b A , h , g H ,这个代数的乘法习惯上称为Smash积。在此基础上, [3] 里又引入了交叉积的概念和一系列重要性质,为Hopf代数的结构理论研究起到了重要作用(譬如,点Hopf代数、辫子Hopf代数等)。由于模代数产生的极大影响引起了学者们的关注,所以又陆续得到了新的对偶概念。

定义1.2 [4] :设 A K -代数。称 A 为右 H -余模代数(或 H A 上的余作用),若下列三条成立:

(CA1) A 是右 H -余模,结构映射 ρ : A A H ,其中 ρ ( a ) = a ( 0 ) a ( 1 )

(CA2) ( a b ) ( 0 ) ( a b ) ( 1 ) = a ( 0 ) b ( 0 ) a ( 1 ) b ( 1 ) , a , b A

(CA3) ρ ( 1 ) = 1 A 1 H

定义1.3 [4] :设 H 是Hopf代数, C K -余代数。称 C 为左 H -模余代数(或 H C 上的作用),若下列三条成立:

(MC1) C 是左 H -模,结构映射 φ : H C C ,其中 φ ( h c ) h c

(MC2) Δ C ( h c ) = h ( 1 ) c ( 1 ) h ( 2 ) c ( 2 ) , h H , c C

(MC3) ε ( h c ) = ε H ( h ) ε C ( c ) , h H , c C

例1.2:设 C 是一个 K -Hopf代数,而 H C 的子Hopf代数。关于 C 的代数结构的乘法视为模作用,易知 C H -模,进一步可以验证 C H -模余代数。特别地,若取 H = C ,可以得到一个平凡的 H -模余代数 H

例1.3:易知右 H -模 M 都可以看成左 H o p -模,其中模作用为 h o p m = m h h H , m M o p 。进而可推出右 H -模代数也可以看成是左 H o p -模代数。类似地,每个右 H -模余代数也可以看成是左 H o p -模余代数。

2. 预备知识

首先,讨论模余代数的刻画问题。

命题2.1:设 H 是Hopf代数, C K -余代数,且有左 H -模结构 φ : H C C 。则下列结论等价:

(1) C 是一个左 H -模余代数;

(2) φ 是余代数同态;

(3) C 的余乘 Δ : C C C 和余单位 ε : C K 都是 H -模同态。

证明:命题条件已经给出(MC1),结论之间的等价性证明如下:

由结论⑴知,条件(MC2)和(MC3)成立,等价于下列等式成立:

Δ C φ = ( φ φ ) ( 1 T 1 ) ( Δ H Δ C ) (2.1)

ε C φ = l ( ε H ε C ) (2.2)

其中 l : K K K , l ( k ( 1 ) k ( 2 ) ) = k ( 1 ) k ( 2 ) 是结构映射,我们通常将 l 简化掉。

注意到, H C 也是一个余代数,余乘为 Δ H C = ( 1 T 1 ) ( Δ H Δ C ) ,余单位为 ε H C = l ( ε H ε C ) 。将等式(2.1)和(2.2)箭图化,利用余代数同态的定义及箭图的交换性,即可得知结论⑴和结论⑵等价。

因为 Δ H ε H 都是代数同态,则由 C 是左 H -模可知, C C 也是左 H -模,其中模的结构映射为

φ C C : H C C C C , φ C C = ( φ φ ) ( 1 T 1 ) ( Δ H 1 1 )

由于 K 是左 K -模,则 K 也是左 H -模,结构映射为

φ K : H K K , φ K = l ( ε H 1 )

现将等式(2.1)和(2.2)恒等变形为

Δ C φ = ( φ φ ) ( 1 T 1 ) ( Δ H 1 1 ) ( 1 Δ C ) (2.3)

ε C φ = l ( ε H 1 ) ( 1 ε C ) (2.4)

显然,(2.3)和(2.4)事实上就是 Δ C φ = φ C C ( 1 Δ C ) ε C φ = φ K ( 1 ε C )

由上文表述所构建的箭图分别为图1图2

Figure 1. By(2.3) corresponding commutative arrow graph

图1. 等式(2.3)对应的交换箭图

Figure 2. By(2.4) corresponding commutative arrow graph

图2. 等式(2.4)对应的交换箭图

可知,等式(2.1)和(2.2)成立,则相当于图1图2的交换性分别都成立,即结论(1)和结论(3)等价。

命题2.2:设 H H 都是 K -Hopf代数,且 f : H H 为Hopf代数同态。那么 M 为左 H -模余代数(模代数),则 M 必是左 H -模余代数(模代数)。

证明:只对模余代数的情形进行证明,另一情形同理可证。

( M , φ ) 为左 H -模余代数,则易知 M 必是 H -模,其中模结构映射为

φ = φ ( f 1 ) ,即 h m = f ( h ) m , h H , m M 。于是(MC1)成立。

另外, Δ M ( h m ) = Δ M ( f ( h ) m ) = f ( h ) ( 1 ) m ( 1 ) f ( h ) ( 2 ) m ( 2 ) = f ( h ( 1 ) ) m ( 1 ) f ( h ( 1 ) ) m ( 2 ) = h ( 1 ) m ( 1 ) h ( 1 ) m (2)

Δ M ( h m ) = h ( 1 ) m ( 1 ) h ( 1 ) m ( 2 ) 。所以(MC2)成立。

最后, ε M ( h m ) = ε M ( f ( h ) m ) = ε H ( f ( h ) ) ε M ( m ) = ε H ( h ) ε M ( m ) 。所以(MC3)成立。

如果 M K -空间, M M 的对偶 K -空间。若 ( M , φ ) 是左 A -模,且 φ ( a m ) = a m ,那么 ( M , φ ) 是右 A -模,并且 φ ( m a ) = m a ,其中

m a , m = m , m a , m M , m M , a A

类似地, M 为右 A -模可以得到 M 为左 A -模,其中 a m , m = m , m a

C 必然具有代数结构不同的是, K -代数 A 的对偶空间 A 未必是余代数。但含在 A 内的 A 却具

有代数的结构 [1] ,为此,我们有下列结果。

定理2.1:设 H K -Hopf代数,那么

(1) A 是一个左 H -模代数,那么 A 是一个右 H -模余代数;

(2) C 是一个左 H -模余代数,那么 C 是一个右 H -模代数。

证明:(1) 因为 ( A , M , u ) K -代数,则 ( A , M , u ) K -余代数,欲证(MC1)成立,只需证明 A A 的子模即可。也就是说, h H , a A , a h A 。为此,我们将此问题与(MC2)的证明综合考虑。

a , b A , M ( a h ) , a b = a h , a b = a , h a b = a , ( h ( 1 ) a ) ( h ( 2 ) b ) = M ( a ) , ( h ( 1 ) a ) ( h ( 2 ) b ) = a ( 1 ) a ( 2 ) , ( h ( 1 ) a ) ( h ( 2 ) b ) = a ( 1 ) , h ( 1 ) a a ( 2 ) , h ( 2 ) b = a ( 1 ) h ( 1 ) , a a ( 2 ) h ( 2 ) , b = ( a ( 1 ) h ( 1 ) ) ( a ( 2 ) h ( 2 ) ) , a b

所以 M ( a h ) = ( a ( 1 ) h ( 1 ) ) ( a ( 2 ) h ( 2 ) ) 。上式表明(MC1)和(MC2)都成立。

另外, u ( a h ) = a h , 1 A = a , h 1 A = a , ε ( h ) 1 A = ε ( h ) a , 1 A = ε ( h ) u ( a ) ,即 u ( a h ) = ε ( h ) u ( a ) ,故(MC3)成立。由上可知, A 是一个右 H -模余代数。

(2) 因为 ( C , Δ , ε ) 是左 H -模余代数,那么自然知 ( C , Δ , ε ) 为代数且 C 为右 H -模,所以(MA1)成立。

下面只需证明(MA2)和(MA3)成立即可。 h H , c , d C , c C

c d h , c = Δ ( c d ) , h c = c d , Δ ( h c ) = c d , h ( 1 ) c ( 1 ) h ( 2 ) c ( 2 )

= c , h ( 1 ) c ( 1 ) d , h ( 2 ) c ( 2 ) = c h ( 1 ) , c ( 1 ) d h ( 2 ) , c ( 2 ) = ( c h ( 1 ) ) ( d h ( 2 ) ) , c ( 1 ) c ( 2 )

= ( c h ( 1 ) ) ( d h ( 2 ) ) , Δ ( c ) = ( c h ( 1 ) ) ( d h ( 2 ) ) , c

所以 c d h = ( c h ( 1 ) ) ( d h ( 2 ) ) ,即(MA2)成立。

最后,由于 ε = 1 c ,则

1 c h , c = ε , h c = ε ( h c ) = ε ( h ) ε ( c ) = ε ( h ) ε , c = ε ( h ) 1 c , c

进而, 1 c h = ε ( h ) 1 c ,即(MA3)成立。

所以, C 是一个右 H -模代数。

推论2.1:设 H 为Hopf代数,则 H 自然是一个左 H -模代数和左 H -模余代数。所以 H 是一个右 H -模余代数, H 是一个右 H -模代数。

推论2.2:设 H K -Hopf代数, S 为反极元;而 A K -代数。那么 A 可以成为一个左 H -模代数,其中模结构映射 γ : H A A γ ( h a ) = h a 具有如下等式: h a = γ ( h ( 1 ) ) a γ ( S ( h ( 2 ) ) ) h H , a A

定义2.1:设 H K -Hopf代数, C K -余代数。称 C 为左 H -余模余代数,若下列三条成立:

(CC1) C 是左 H -余模,结构映射 ρ : C H C ,其中 ρ ( c ) = c ( 1 ) c ( 0 )

(CC2) ( c ( 1 ) ) ( 1 ) ( c ( 2 ) ) ( 1 ) ( c ( 1 ) ) ( 0 ) ( c ( 2 ) ) ( 0 ) = c ( 1 ) ( c ( 0 ) ) ( 1 ) ( c ( 0 ) ) ( 2 )

(CC3) c ( 1 ) ε ( c ( 0 ) ) = ε ( c ) 1 H , c C

类似地可以定义右 H -余模余代数。

例2.1:设 H 为Hopf代数, C 为余代数,而 f H o m ( C , H ) 是一个余代数同态,如果 f 作为卷积代数 H o m ( C , A ) 中的可逆元,那么 C 必是一个 H -余模余代数,其中余模结构映射 ρ : C H C ρ ( c ) = f ( c ( 1 ) ) f 1 ( c ( 3 ) ) c ( 2 )

H -余模余代数的刻画如下:

命题2.3:设 H 为Hopf代数,余代数 C 为左 H -余模,其中余模结构映射为 ρ C : C H C ,那么 C 为左 H -余模余代数的充分必要条件是 C 的余乘 Δ 和余单位 ε 都是余模同态。

证明:易知,作为 H -余模余代数的条件(CC2)和(CC3),分别等价于下列等式:

( M H 1 1 ) ( 1 T 1 ) ( ρ ρ ) Δ C = ( 1 Δ C ) ρ C (2.5)

( 1 ε C ) ρ C = ( u H 1 ) l ε C (2.6)

其中 l : K K K 为同构映射。

另一方面,由于 M H : H H H u H : K H 都是余代数同态,故知 C C K 均为左 H -余模,它们的余模结构映射分别为:

ρ C C = ( M H 1 1 ) ( 1 T 1 ) ( ρ c ρ c ) , ρ K = ( u H 1 ) l

由此可知,

Δ : C C C 构成左 H -余模同态当且仅当 ρ C C Δ C = ( 1 Δ C ) ρ C ,即(2.5)成立; ε : C K 构成左 H -余模同态当且仅当 ( 1 ε C ) ρ C = ρ K ε C ,即(2.6)成立。

H -模代数的讨论中我们曾引入了Smash积的概念,在 H -余模余代数中我们也可以对偶地讨论

Smash余积。

定义2.2 设 H 为Hopf代数, C 是一个左 H -余模余代数,那么可以构造 C H 的Smash余积 C H ,其中,作为 K -空间, C H = C H C H 中的元素记为 c h 。另外,在 C H 中定义余乘

Δ : C H ( C H ) ( C H ) , Δ ( c h ) = ( c ( 1 ) c ( 2 ) ( 1 ) h ( 1 ) ) ( c ( 2 ) ( 0 ) h ( 2 ) )

以及余单位 ε : C H K , ε ( c h ) = ε ( c ) ε ( h )

定理2.2:设 H 为Hopf代数, C 为左 H -余模余代数,那么Smash余积 C H 关于给定的

余乘和余单位构成一个余代数。

证明: ( Δ 1 ) Δ ( c h ) = Δ ( c ( 1 ) c ( 2 ) ( 1 ) h ( 1 ) ) ( c ( 2 ) ( 0 ) h ( 2 ) ) = ( c ( 1 ) ( 1 ) c ( 1 ) ( 2 ) ( 1 ) ( c ( 2 ) ( 1 ) h ( 1 ) ) ( 1 ) ) ( c ( 1 ) ( 2 ) ( 0 ) ( c ( 2 ) ( 1 ) h ( 1 ) ) ( 2 ) ) ( c ( 2 ) ( 0 ) h ( 2 ) ) = ( c ( 1 ) ( 1 ) c ( 1 ) ( 2 ) ( 1 ) c ( 2 ) ( 1 ) ( 1 ) h ( 1 ) ( 1 ) ) ( c ( 1 ) ( 2 ) ( 0 ) c ( 2 ) ( 1 ) ( 2 ) h ( 1 ) ( 2 ) ) ( c ( 2 ) ( 0 ) h (2) )

= ( c ( 1 ) ( 1 ) c ( 1 ) ( 2 ) ( 1 ) c ( 2 ) ( 1 ) h ( 1 ) ) ( c ( 1 ) ( 2 ) ( 0 ) c ( 2 ) ( 0 ) ( 1 ) h ( 2 ) ) ( c ( 2 ) ( 0 ) ( 0 ) h ( 3 ) ) = ( c ( 1 ) c ( 2 ) ( 1 ) c ( 3 ) ( 1 ) h ( 1 ) ) ( c ( 2 ) ( 0 ) c ( 3 ) ( 0 ) ( 1 ) h ( 2 ) ) ( c ( 3 ) ( 0 ) ( 0 ) h ( 3 ) ) = ( c ( 1 ) c ( 2 ) ( 1 ) h ( 1 ) ) ( c ( 2 ) ( 0 ) ( 1 ) c ( 2 ) ( 0 ) ( 2 ) ( 1 ) h ( 2 ) ) ( c ( 2 ) ( 0 ) ( 2 ) ( 0 ) h (3) )

另一方面, ( 1 Δ ) Δ ( c h ) = ( c ( 1 ) c ( 2 ) ( 1 ) h ( 1 ) ) Δ ( c ( 2 ) ( 0 ) h ( 2 ) ) = ( c ( 1 ) c ( 2 ) ( 1 ) h ( 1 ) ) ( c ( 2 ) ( 0 ) ( 1 ) c ( 2 ) ( 0 ) ( 2 ) ( 1 ) h ( 2 ) ( 1 ) ) ( c ( 2 ) ( 0 ) ( 2 ) ( 0 ) h ( 2 ) ( 2 ) ) = ( c ( 1 ) c ( 2 ) ( 1 ) h ( 1 ) ) ( c ( 2 ) ( 0 ) ( 1 ) c ( 2 ) ( 0 ) ( 2 ) ( 1 ) h ( 2 ) ) ( c ( 2 ) ( 0 ) ( 2 ) ( 0 ) h (3) )

所以, ( Δ 1 ) Δ ( c h ) = ( 1 Δ ) Δ ( c h )

最后, ( ε 1 ) Δ ( c h ) = ε ( c ( 1 ) c ( 2 ) ( 1 ) h ( 1 ) ) ( c ( 2 ) ( 0 ) h ( 2 ) ) = ε ( c ( 1 ) ) ε ( c ( 2 ) ( 1 ) ) ε ( h ( 1 ) ) ( c ( 2 ) ( 0 ) h ( 2 ) ) = ε ( c ( 1 ) ) ( ε ( c ( 2 ) ( 1 ) ) c ( 2 ) ( 0 ) h ) = ε ( c ( 1 ) ) ( c ( 2 ) h ) = c h

( 1 ε ) Δ ( c h ) = ( c ( 1 ) c ( 2 ) ( 1 ) h ( 1 ) ) ε ( c ( 2 ) ( 0 ) h ( 2 ) ) = ( c ( 1 ) c ( 2 ) ( 1 ) h ( 1 ) ) ε ( c ( 2 ) ( 0 ) ) ε ( h ( 2 ) ) = ( c ( 1 ) c ( 2 ) ( 1 ) ε ( c ( 2 ) ( 0 ) ) h ( 1 ) ε ( h ( 2 ) ) ) = c ( 1 ) ε ( c ( 2 ) ) h = c h

所以, ( ε 1 ) Δ = 1 , ( 1 ε ) Δ = 1 .

已知当 M 是左 C -模时,那么 M 必然能成为右 C -模。习惯上记 M r M 中的最大有理子模(或 M 中所有有限维子模的和)。

定理2.3:设 H 为Hopf代数,那么

(1) C 是一个左 H -余模余代数,则 C r 是一个右 H -余模代数;

(2) A 是一个有限维的左 H -余模代数,则 A 是一个右 H -余模余代数。

证明:因为 A 是一个有限维的,所以 A = A 0 ,(2)的证明显然 [5] 。

(1) 只需证明 C r C 的子代数即可。

设余模 C 的结构映射为 ρ ,令 ( C r , ρ r ) C r 的余模结构并给出赋值映射 ¯ ¯ : C C ,其中 c ¯ ¯ ( c ) = c ( c ) , c C , c C 。如果由有理模的定义可知 c C ,那么 c C r 存在 ρ c r C H 使得

( c ¯ ¯ I H ) ( ρ c r ) = ( I H c ) ( ρ ( c ) ) , c C

由有理模的性质可知,这里 ρ c r = ρ r ( c ) 。又条件 c ( 1 ) ε ( c ( 0 ) ) = ε ( c ) 1 H , c C 表明存在 ρ ε r C H 使得 ρ r ( ε ) = ε 1 ,即单位元 ε C r

f , g C r ,那么 c C

c ( 1 ) f g , c ( 0 ) = c ( 1 ) f , c ( 0 ) ( 1 ) g , c ( 0 ) ( 2 ) = c ( 1 ) ( 1 ) c ( 2 ) ( 1 ) f , c ( 1 ) ( 0 ) g , c ( 2 ) ( 0 ) = f ( 0 ) , c ( 1 ) g ( 0 ) , c ( 2 ) f ( 1 ) g (1)

这表明 ρ f g r = f ( 0 ) g ( 0 ) f ( 1 ) g ( 1 ) 存在,即 C r 对乘法封闭。

3. 主要定理

如果 ( M , ρ ) 为左 C -余模,那么 M 就是有理右 C -模;同时 ( M , γ ) 也是左 C -模,其中模的结构映射是限制 γ = ρ | C M

定理3.1:设 C K -余代数。如果 C 是左 H -余模余代数,将 H 对左 H -模 ( C , ) 的作用限制在 H 0 上,那么

(1) 作为代数并具有左 H 0 -模结构的 ( C , ) 是一个左 H 0 -模代数;

(2) 同态单射 η : C # H 0 ( C H ) 是一个代数同态,其中 η ( c # h 0 ) = c h 0

证明:(1) 显然,只需证明(MA1),(MA2)成立即可。 h 0 H 0 , c , d C , c C

( h 0 ( c d ) ) ( c ) = h 0 ( c ( 1 ) ) ( c d ( c ( 0 ) ) ) = h 0 ( c ( 1 ) ) c ( c ( 0 ) ( 1 ) ) d ( c ( 0 ) ( 2 ) ) = h 0 ( c ( 1 ) ( 1 ) c ( 2 ) ( 1 ) ) c ( c ( 1 ) ( 0 ) ) d ( c ( 2 ) (0))

= h ( 1 ) 0 ( c ( 1 ) ( 1 ) ) h ( 2 ) 0 ( c ( 2 ) ( 1 ) ) c ( c ( 1 ) ( 0 ) ) d ( c ( 2 ) ( 0 ) ) = ( h ( 1 ) 0 c ) ( c ( 1 ) ) ( h ( 2 ) 0 d ) ( c ( 2 ) ) = ( ( h ( 1 ) 0 c ) ( h ( 2 ) 0 d ) ) (c)

所以,(MA1)成立。

( h 0 ε ) ( c ) = h 0 ( c ( 1 ) ) ε ( c ( 0 ) ) = h 0 ( ε ( c ) 1 ) = h 0 ( 1 ) ε (c)

即,(MA2)成立。

(2) 由定理2.2可知 C H 是余代数,进而 ( C H ) 是一个代数;显然 C # H 0 是个代数。而 η 的单射性是自然的。现只需论证 η 保持单位元和乘法即可,而等式的验证工作较易。

A 为左 H -模代数, H 的反极元为 S 。注意到 i : A A # H , i ( a ) = a # 1 , a A j : H A # H j ( h ) = 1 # h h H 都是代数同态,易知当 I A # H 的余有限维理想,则 J = i 1 ( I ) L = j 1 ( I ) 分别是 A H 的余有维限理想。而且 A 的余有限维理想 J 还是 A 的左 H -子模,因为 a A , h H

i ( h a ) = h a # 1 = h ( 1 ) a # h ( 2 ) S ( h ( 3 ) ) = ( 1 # h ( 1 ) ) ( a # S ( h ( 2 ) ) ) = ( 1 # h ( 1 ) ) ( a # 1 ) ( 1 # S ( h ( 2 ) ) ) = ( 1 # h ( 1 ) ) i ( a ) ( 1 # S ( h ( 2 ) ) )

另外,由于 A 0 是含在 A 内的余代数,设 A = { f | f A 0 , f ( I ) = o } I A 的某个余有限维理想而且还是 A 的左 H -子模,那么 A A 0 的子余代数,这是因为作为 ( A H ) 的子模 ( A # H ) 0 A H 0 ,所以有

I i ( J ) ( 1 # H ) + ( A # 1 ) j ( L ) = J # H + A # L

定理3.2:设 A 是左 H -模代数。模结构映射 μ : H A A , μ ( h a ) = h a 。那么

(1) μ ( A ) H 0 A ( A , ρ ) 形成一个左 H 0 -余模,其中 ρ = μ | A 是一个限制;

(2) 余模 A 是一个左 H 0 -余模余代数;

(3) 嵌入映射 ( A # H ) 0 A H 0 是一个余代数同构。

证明:(1)设 a 0 A ,那么存在 A 的某个余有限维理想 I 使得 a 0 ( I ) = o 。所以 μ ( a 0 ) 自然能零化 H I ,这说明, μ ( a 0 ) ( H I ) = H I H A 。设 μ ( a 0 ) o ,那么 μ ( a 0 ) = i = 1 s f i a i 0 f i H a i 0 A ,其中 s 是该等式成立的最小正整数。进而易知: { a 1 0 , a 2 0 , , a s 0 } 是线性无关,令 J = i = 1 S K e r ( f i ) ,那么 J 自然就是 H 的余有限维子空间,则有

i = 1 s f i ( h k ) a i 0 = a 0 ( h k a ) = a 0 ( h ( k a ) ) = i = 1 s f i ( h ) a i 0 ( k a )

这表明 J H 的右理想。所以 f 1 , f 2 , , f s H 0 ,即 μ ( A ) H 0 A

最后, a 0 A

( I H 0 ρ ) ρ ( a 0 ) = a ( 2 ) 0 a ( 1 ) 0 a ( 0 ) 0 = Δ H 0 ( a ( 1 ) 0 ) a ( 0 ) 0 = ( Δ H 0 I A ) ( a ( 1 ) 0 a ( 0 ) 0 ) = ( Δ H 0 I A ) ρ (a0)

( ε H 0 I A ) ρ ( a 0 ) = ( ε H 0 I A ) ( a ( 1 ) 0 a ( 0 ) 0 ) = ε H 0 ( a ( 1 ) 0 ) a ( 0 ) 0 = a 0

所以, ( A , ρ ) 构成一个左 H 0 -余模。

(2) 欲证左 H 0 -余模 A 是一个左 H 0 -余模余代数,关键是证明(CC2)~(CC3)都成立。事实上, a 0 A h H a , b A ,于是有

a 0 ( h ( a b ) ) = a 0 ( ( h ( 1 ) a ) ( h ( 2 ) b ) ) = a ( 1 ) 0 ( h ( 1 ) a ) a ( 2 ) 0 ( h ( 2 ) b ) = a ( 1 ) ( 1 ) 0 ( h ( 1 ) ) a ( 2 ) ( 1 ) 0 ( h ( 2 ) ) a ( 1 ) ( 0 ) 0 ( a ) a ( 2 ) ( 0 ) 0 ( b ) = a ( 1 ) ( 1 ) 0 a ( 2 ) ( 1 ) 0 ( h ) a ( 1 ) ( 0 ) 0 ( a ) a ( 2 ) ( 0 ) 0 (b)

另一方面,还可以有

a 0 ( h ( a b ) ) = a ( 1 ) 0 ( h ) a ( 0 ) 0 ( a b ) = a ( 1 ) 0 ( h ) a ( 0 ) ( 1 ) 0 ( a ) a ( 0 ) ( 2 ) 0 (b)

这就恰好表明

a ( 1 ) ( 1 ) 0 a ( 2 ) ( 1 ) 0 a ( 1 ) ( 0 ) 0 a ( 2 ) ( 0 ) 0 = a ( 1 ) 0 a ( 0 ) ( 1 ) 0 a ( 0 ) ( 2 ) 0

即,(CC2)成立。而(CC3)成立是显然的,因为易知有 a ( 1 ) 0 ε A ( a ( 0 ) 0 ) = ε A ( a 0 ) 1 H 0

(3) 显然, ε ( A H ) 0 = ε A H 0 。另外, a , b A , h , k H , a 0 h 0 ( A H ) 我们有

a 0 h 0 , ( a h ) ( b k ) = ( a 0 h 0 ) ( a ( h ( 1 ) b ) h ( 2 ) k ) = a ( 1 ) 0 ( a ) a ( 2 ) 0 ( h ( 1 ) b ) h ( 1 ) 0 ( h ( 2 ) ) h ( 2 ) 0 ( k ) = a ( 1 ) 0 ( a ) a ( 2 ) ( 1 ) 0 ( h ( 1 ) ) a ( 2 ) ( 0 ) 0 ( b ) h ( 1 ) 0 ( h ( 2 ) ) h ( 2 ) 0 ( k ) = a ( 1 ) 0 ( a ) a ( 2 ) ( 1 ) 0 h ( 1 ) 0 ( h ) a ( 2 ) ( 0 ) 0 ( b ) h ( 2 ) 0 ( k ) = a ( 1 ) 0 a ( 2 ) ( 1 ) 0 h ( 1 ) 0 , a h a ( 2 ) ( 0 ) 0 h ( 2 ) 0 , b k

所以, Δ a 0 h 0 = ( a ( 1 ) 0 a ( 2 ) ( 1 ) 0 h ( 1 ) 0 ) ( a ( 2 ) ( 0 ) 0 h ( 2 ) 0 )

基金项目

广西研究生教育创新计划资助项目(JGY2014092);广东科技学院科研项目及青年项目(GKY-2016KYYB-15, GKY-2017KYQN-4);广东科技学院2016年“质量工程”项目。

参考文献

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[2] Cohen, M. (1986) Hopf Algebra Actions. Journal of Algebra, 100, 363-379.
https://doi.org/10.1016/0021-8693(86)90082-7
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