호몰로지 대수학 에서 이중 사슬 복합체 (二重사슬複合體, 영어 : double chain complex, bicomplex )는 사슬 복합체 와 유사하지만, 1차원 대신 2차원인 구조이다.[1] 즉, 모든 항들은 두 개의 첨자를 달고 있으며, 각 항 위에는 수직 및 수평 방향의 두 개의 경계 사상이 정의되며, 이들은 서로 교환 법칙 을 만족시켜야 한다. 이중 사슬 복합체 위에는 도롱뇽 정리 (도롱[龍]定理, 영어 : salamander lemma ) 및 그 특수한 경우인 3×3 정리 (三×三定理, 영어 : 3×3 lemma ) · 뱀 정리 와 같은 정리들이 성립한다.
아벨 범주
A
{\displaystyle {\mathcal {A}}}
위의 사슬 복합체 의 범주
Ch
∙
(
A
)
{\displaystyle \operatorname {Ch} _{\bullet }({\mathcal {A}})}
역시 아벨 범주 이므로, 그 위의 사슬 복합체 를 취할 수 있다. 이를 이중 사슬 복합체 라고 한다.
구체적으로, 이중 사슬 복합체
C
∙
,
∙
∈
Ch
∙
(
Ch
∙
(
A
)
)
{\displaystyle C_{\bullet ,\bullet }\in \operatorname {Ch} _{\bullet }(\operatorname {Ch} _{\bullet }({\mathcal {A}}))}
는 다음과 같은 꼴이다.
⋮
⋮
↓
↓
⋯
→
C
m
,
n
→
∂
m
,
n
h
C
m
−
1
,
n
→
⋯
∂
m
,
n
v
↓
∂
m
,
n
v
∂
m
−
1
,
n
v
↓
∂
m
−
1
,
n
v
⋯
→
C
m
,
n
−
1
→
∂
m
,
n
−
1
h
C
m
−
1
,
n
−
1
→
⋯
↓
↓
⋮
⋮
{\displaystyle {\begin{matrix}&&\vdots &&\vdots \\&&\downarrow &&\downarrow \\\dotsb &\to &C_{m,n}&{\overset {\partial _{m,n}^{\text{h}}}{\to }}&C_{m-1,n}&\to &\dotsb \\&&{\scriptstyle \partial _{m,n}^{\text{v}}}\downarrow {\color {White}\scriptstyle \partial _{m,n}^{\text{v}}}&&{\color {White}\scriptstyle \partial _{m-1,n}^{\text{v}}}\downarrow {\scriptstyle \partial _{m-1,n}^{\text{v}}}\\\dotsb &\to &C_{m,n-1}&{\underset {\partial _{m,n-1}^{\text{h}}}{\to }}&C_{m-1,n-1}&\to &\dotsb \\&&\downarrow &&\downarrow \\&&\vdots &&\vdots \end{matrix}}}
즉, 이는 수평 경계 사상 (水平境界寫像, 영어 : horizontal boundary map )
∂
∙
,
∙
h
:
C
∙
,
∙
→
C
∙
−
1
,
∙
{\displaystyle \partial _{\bullet ,\bullet }^{\operatorname {h} }\colon C_{\bullet ,\bullet }\to C_{\bullet -1,\bullet }}
및 수직 경계 사상 (垂直境界寫像, 영어 : vertical boundary map )
∂
∙
,
∙
v
:
C
∙
,
∙
→
C
∙
,
∙
−
1
{\displaystyle \partial _{\bullet ,\bullet }^{\operatorname {v} }\colon C_{\bullet ,\bullet }\to C_{\bullet ,\bullet -1}}
을 가지며, 이들은 다음과 같은 관계를 만족시킨다.
∂
m
−
1
,
n
h
∘
∂
m
,
n
h
=
0
{\displaystyle \partial _{m-1,n}^{\operatorname {h} }\circ \partial _{m,n}^{\operatorname {h} }=0}
∂
m
,
n
−
1
v
∘
∂
m
,
n
v
=
0
{\displaystyle \partial _{m,n-1}^{\operatorname {v} }\circ \partial _{m,n}^{\operatorname {v} }=0}
∂
m
−
1
,
n
v
∘
∂
m
,
n
h
=
∂
m
,
n
−
1
h
∘
∂
m
,
n
v
{\displaystyle \partial _{m-1,n}^{\operatorname {v} }\circ \partial _{m,n}^{\operatorname {h} }=\partial _{m,n-1}^{\operatorname {h} }\circ \partial _{m,n}^{\operatorname {v} }}
전체 사슬 복합체
편집
A
{\displaystyle {\mathcal {A}}}
에서 가산 무한 직합 이 존재한다고 할 때 (또는 정의에 등장하는 직합에서 오직 유한 개의 항들이 0이 아니라고 할 때),
이중 사슬 복합체
C
∙
,
∙
∈
Ch
∙
(
Ch
∙
A
)
)
{\displaystyle C_{\bullet ,\bullet }\in \operatorname {Ch} _{\bullet }(\operatorname {Ch} _{\bullet }{\mathcal {A}}))}
의 전체 사슬 복합체 (全體사슬複合體, 영어 : total chain complex )
Tot
∙
(
C
)
∈
Ch
∙
(
A
)
{\displaystyle \operatorname {Tot} _{\bullet }(C)\in \operatorname {Ch} _{\bullet }({\mathcal {A}})}
는 다음과 같은 사슬 복합체이다.
Tot
n
(
C
)
=
⨁
p
+
q
=
n
C
p
,
q
{\displaystyle \operatorname {Tot} _{n}(C)=\bigoplus _{p+q=n}C_{p,q}}
∂
n
Tot
(
C
)
=
⨁
p
+
q
=
n
∂
p
,
q
h
+
(
−
)
p
∂
p
,
q
v
{\displaystyle \partial _{n}^{\operatorname {Tot} (C)}=\bigoplus _{p+q=n}\partial _{p,q}^{\operatorname {h} }+(-)^{p}\partial _{p,q}^{\operatorname {v} }}
이는 사슬 복합체를 이루므로, 마찬가지로 호몰로지 를 취할 수 있다. 이를 전체 호몰로지 (영어 : total homology )라고 한다.
이중 사슬 복합체의 다른 부호 규칙
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문헌에 따라서, 이중 사슬 복합체를 표기할 때 위와 다른 부호 규칙을 사용하는 경우가 있다. 이 부호 규칙으로 전환하려면, 다음과 같은 변환을 가하자.
∂
m
,
n
h
′
=
∂
m
,
n
h
{\displaystyle \partial _{m,n}^{\operatorname {h} \prime }=\partial _{m,n}^{\operatorname {h} }}
∂
m
,
n
v
′
=
(
−
)
n
∂
m
,
n
v
{\displaystyle \partial _{m,n}^{\operatorname {v} \prime }=(-)^{n}\partial _{m,n}^{\operatorname {v} }}
즉, 홀수 번째 열들의 수직 경계 사상에 음부호를 붙인다. (물론, 대신 홀수 번째 행들의 수평 경계 사상에 음부호를 붙여도 비슷하다.)
그렇다면, 이들은 다음을 만족시킨다.
∂
m
−
1
,
n
h
′
∘
∂
m
,
n
h
′
=
0
{\displaystyle \partial _{m-1,n}^{\operatorname {h} \prime }\circ \partial _{m,n}^{\operatorname {h} \prime }=0}
∂
m
,
n
−
1
v
′
∘
∂
m
,
n
v
′
=
0
{\displaystyle \partial _{m,n-1}^{\operatorname {v} \prime }\circ \partial _{m,n}^{\operatorname {v} \prime }=0}
∂
m
−
1
,
n
v
′
∘
∂
m
,
n
h
′
+
∂
m
,
n
−
1
h
′
∘
∂
m
,
n
v
′
=
0
{\displaystyle \partial _{m-1,n}^{\operatorname {v} \prime }\circ \partial _{m,n}^{\operatorname {h} \prime }+\partial _{m,n-1}^{\operatorname {h} \prime }\circ \partial _{m,n}^{\operatorname {v} \prime }=0}
즉, 수평 경계 사상과 수직 경계 사상이 서로 교환 법칙 대신 반교환 법칙을 따르게 된다.
이렇게 하면, 전체 사슬 복합체의 정의가 다음과 같이 더 간단해진다.
∂
n
Tot
(
C
)
=
⨁
p
+
q
=
n
∂
p
,
q
h
′
+
∂
p
,
q
v
′
{\displaystyle \partial _{n}^{\operatorname {Tot} (C)}=\bigoplus _{p+q=n}\partial _{p,q}^{\operatorname {h} \prime }+\partial _{p,q}^{\operatorname {v} \prime }}
수직 · 수평 호몰로지
편집
아벨 범주
A
{\displaystyle {\mathcal {A}}}
위의 이중 사슬 복합체
C
∙
,
∙
{\displaystyle C_{\bullet ,\bullet }}
가 주어졌다고 하자.
그렇다면, 수평 호몰로지 (垂直homology, 영어 : horizontal homology )
H
h
=
ker
h
im
h
{\displaystyle \operatorname {H} ^{\operatorname {h} }={\frac {\ker ^{\operatorname {h} }}{\operatorname {im} ^{\operatorname {h} }}}}
및 수직 호몰로지 (水平homology, 영어 : vertical homology )
H
v
=
ker
v
im
v
{\displaystyle \operatorname {H} ^{\operatorname {v} }={\frac {\ker ^{\operatorname {v} }}{\operatorname {im} ^{\operatorname {v} }}}}
를 정의할 수 있다.
교내 사상과 교외 사상
편집
임의의 대상
A
=
C
m
,
n
{\displaystyle A=C_{m,n}}
에 대하여, 다음 사상들이 존재한다.
↘
∂
vh
↓
∂
h
→
∂
h
A
→
∂
h
↓
∂
h
↘
∂
vh
{\displaystyle {\begin{matrix}\searrow ^{\partial ^{\operatorname {vh} }}&\downarrow {\scriptstyle \partial ^{\operatorname {h} }}\\{\overset {\partial ^{\operatorname {h} }}{\to }}&A&{\overset {\partial ^{\operatorname {h} }}{\to }}\\&\downarrow {\scriptstyle \partial ^{\operatorname {h} }}&\searrow ^{\partial ^{\operatorname {vh} }}\end{matrix}}}
위 그림에서,
∂
vh
=
∂
h
∘
∂
v
=
∂
v
∘
∂
h
{\displaystyle \partial ^{\operatorname {vh} }=\partial ^{\operatorname {h} }\circ \partial ^{\operatorname {v} }=\partial ^{\operatorname {v} }\circ \partial ^{\operatorname {h} }}
는 수직 경계 사상과 수평 경계 사상을 합성한 것이다. 편의상, 다음과 같은 기호들을 정의하자.[2] :Definition 1.1
용어
기호
정의
수평 호몰로지
=
A
{\displaystyle _{=}A}
ker
∂
m
n
h
im
∂
m
−
1
,
n
h
{\displaystyle {\frac {\ker \partial _{mn}^{\operatorname {h} }}{\operatorname {im} \partial _{m-1,n}^{\operatorname {h} }}}}
수직 호몰로지
A
‖
{\displaystyle A^{\|}}
ker
∂
m
n
v
im
∂
m
,
n
−
1
v
{\displaystyle {\frac {\ker \partial _{mn}^{\operatorname {v} }}{\operatorname {im} \partial _{m,n-1}^{\operatorname {v} }}}}
기증자 (寄贈者, 영어 : donor )
A
◻
{\displaystyle A_{\square }}
ker
∂
m
n
vh
im
(
∂
m
−
1
,
n
h
⊔
∂
m
,
n
−
1
v
)
{\displaystyle {\frac {\ker \partial _{mn}^{\operatorname {vh} }}{\operatorname {im} (\partial _{m-1,n}^{\operatorname {h} }\sqcup \partial _{m,n-1}^{\operatorname {v} })}}}
수령자 (受領者, 영어 : receptor )
◻
A
{\displaystyle ^{\square }A}
ker
(
∂
m
n
v
×
∂
m
n
h
)
im
∂
m
−
1
,
n
−
1
vh
{\displaystyle {\frac {\ker(\partial _{mn}^{\operatorname {v} }\times \partial _{mn}^{\operatorname {h} })}{\operatorname {im} \partial _{m-1,n-1}^{\operatorname {vh} }}}}
이들의 기호를 위와 같이 이상하게 정의하는 이유는 다음 때문이다. 우선,
=
A
{\displaystyle _{=}A}
·
A
‖
{\displaystyle A^{\|}}
·
◻
A
{\displaystyle ^{\square }A}
·
A
∙
{\displaystyle A_{\bullet }}
는 모두
A
{\displaystyle A}
의 부분 대상 들의 몫 대상 이므로, 이들 사이에는 다음과 같은 사상들이 존재한다.
◻
A
→
A
‖
↓
↓
=
A
→
A
◻
{\displaystyle {\begin{matrix}^{\square }A&\to &A^{\|}\\\downarrow &&\downarrow \\_{=}A&\to &A_{\square }\end{matrix}}}
이는 다음과 같이 적을 수 있다.
↓
=
◻
A
→
→
↓
◻
‖
{\displaystyle {\overset {\square }{\underset {=}{\scriptstyle \downarrow }}}{\overset {\to }{\underset {\to }{A}}}{\overset {\|}{\underset {\square }{\scriptstyle \downarrow }}}}
이 사상들을 교내 사상 (校內寫像, 영어 : intramural map )이라고 하자.[2] :Definition 1.3
또한, 수평 경계 사상
A
→
B
{\displaystyle A\to B}
이 주어졌으면, 다음과 같이 기증자에서 수령자로 가는 사상이 자연스럽게 유도된다.
A
◻
→
◻
B
{\displaystyle A_{\square }\to {}^{\square }B}
이는 다음과 같이 그릴 수 있다.
A
◻
↗
◻
B
{\displaystyle A_{\square }\nearrow {}^{\square }B}
마찬가지로, 수직 경계 사상
A
↓
B
{\displaystyle {\begin{matrix}A\\\downarrow \\B\end{matrix}}}
이 주어졌으면, 다음과 같이 기증자에서 수령자로 가는 사상이 자연스럽게 유도된다.
A
◻
↓
◻
B
{\displaystyle {\begin{matrix}A_{\square }\\\downarrow \\^{\square }B\end{matrix}}}
이는 다음과 같이 그릴 수 있다.
A
◻
↙
◻
B
{\displaystyle {\begin{matrix}A_{\square }\\\swarrow \\^{\square }B\end{matrix}}}
이 사상들을 교외 사상 (校外寫像, 영어 : extramural map )이라고 하자.[2] :Definition 1.5
도롱뇽 정리
편집
이중 사슬 복합체 속의 임의의 부분
C
↓
A
→
B
↓
D
{\displaystyle {\begin{matrix}C\\\downarrow \\A&\rightarrow &B\\&&\downarrow \\&&D\end{matrix}}}
이 주어졌다고 하자. 그렇다면, 도롱뇽 정리 에 따르면, 다음과 같은 6항 도롱뇽 완전열 (도롱[龍]完全列, 영어 : salamander exact sequence )이 존재한다.[2] :Lemma 1.7
◻
A
↗
↘
C
◻
⟶
=
A
→
A
◻
→
◻
B
→
=
B
⟶
◻
D
↘
↗
B
◻
{\displaystyle {\begin{matrix}&&^{\square }A\\&\!\!\!\!\nearrow \!\!\!\!&&\!\!\!\!\searrow \!\!\!\!\\C_{\square }&&\!\!\!\!\!\!\longrightarrow \!\!\!\!\!\!&&_{=}A\to A_{\square }\to {}^{\square }B\to {}_{=}B&&\!\!\!\!\!\!\longrightarrow \!\!\!\!\!\!&&^{\square }D\\&&&&&\!\!\!\!\searrow \!\!\!\!&&\!\!\!\!\nearrow \!\!\!\!\\&&&&&&B_{\square }\end{matrix}}}
여기서 삼각형들은 가환 삼각형이며, 위의 모든 사상들은 교내 사상 또는 교외 사상 또는 (완전열의 양끝의 경우) 교내 사상과 교외 사상의 합성이다.
이 완전열은 다음과 같이 그려질 수 있다.
◻
C
↓
◻
↙
↓
◻
=
A
→
◻
↗
↓
=
◻
B
→
◻
↙
↓
◻
D
◻
{\displaystyle {\begin{matrix}{\color {White}_{\square }}C{\underset {\square }{\color {White}\scriptstyle \downarrow }}\\\swarrow \\{\underset {=}{\overset {\square }{\scriptstyle \downarrow }}}{\underset {\to }{A}}_{\square }&\nearrow &{\overset {\square }{\underset {=}{\scriptstyle \downarrow }}}{\underset {\to }{B}}_{\square }\\&&\swarrow \\&&{\overset {\square }{\color {White}\scriptstyle \downarrow }}D\color {White}_{\square }\end{matrix}}}
특히, 만약
=
A
≅
=
B
≅
0
{\displaystyle _{=}A\cong {}_{=}B\cong 0}
이라면, 교외 사상
A
◻
→
◻
B
{\displaystyle A_{\square }\to {}^{\square }B}
는 동형 사상 이다.
마찬가지로, 이중 사슬 복합체 속의 임의의 부분
C
→
A
↓
B
→
D
{\displaystyle {\begin{matrix}C&\to &A\\&&\downarrow \\&&B&\to &D\end{matrix}}}
이 주어졌다고 하자. 그렇다면, 다음과 같은 6항 도롱뇽 완전열 이 존재한다.
◻
A
↗
↘
C
◻
⟶
A
‖
→
A
◻
→
◻
B
→
B
‖
⟶
◻
D
↘
↗
B
◻
{\displaystyle {\begin{matrix}&&^{\square }A\\&\!\!\!\!\nearrow \!\!\!\!&&\!\!\!\!\searrow \!\!\!\!\\C_{\square }&&\!\!\!\!\!\!\longrightarrow \!\!\!\!\!\!&&A^{\|}\to A_{\square }\to {}^{\square }B\to {}B^{\|}&&\!\!\!\!\!\!\longrightarrow \!\!\!\!\!\!&&^{\square }D\\&&&&&\!\!\!\!\searrow \!\!\!\!&&\!\!\!\!\nearrow \!\!\!\!\\&&&&&&B_{\square }\end{matrix}}}
이 완전열은 다음과 같이 그려질 수 있다.
◻
C
↓
◻
↗
◻
A
→
↓
◻
‖
↙
◻
B
→
↓
◻
‖
↗
↓
◻
D
◻
{\displaystyle {\begin{matrix}{\color {White}_{\square }}C{\underset {\square }{\color {White}\scriptstyle \downarrow }}&\nearrow &{}^{^{\scriptstyle \square }}{\overset {\to }{A}}{\overset {\|}{\underset {\square }{\scriptstyle \downarrow }}}\\&&\swarrow \\&&^{^{\scriptstyle \square }}{\overset {\to }{B}}{\overset {\|}{\underset {\square }{\scriptstyle \downarrow }}}&\nearrow &{\overset {\square }{\color {White}\scriptstyle \downarrow }}D\color {White}^{\square }\end{matrix}}}
특히, 만약
A
‖
≅
B
‖
≅
0
{\displaystyle A^{\|}\cong B^{\|}\cong 0}
이라면, 교외 사상
A
◻
→
◻
B
{\displaystyle A_{\square }\to {}^{\square }B}
는 동형 사상 이다.
n ×n 정리
편집
아벨 범주 에서, 다음과 같은 이중 사슬 복합체가 주어졌다고 하자.
0
0
0
↓
↓
↓
0
→
A
→
B
→
C
↓
↓
↓
0
→
D
→
E
→
F
↓
↓
↓
0
→
G
→
H
→
I
{\displaystyle {\begin{matrix}&&0&&0&&0\\&&\downarrow &&\downarrow &&\downarrow \\0&\to &A&\to &B&\to &C\\&&\downarrow &&\downarrow &&\downarrow \\0&\to &D&\to &E&\to &F\\&&\downarrow &&\downarrow &&\downarrow \\0&\to &G&\to &H&\to &I\\\end{matrix}}}
또한, 다음 조건들이 주어졌다고 하자.
첫째 · 둘째 · 셋째 열이 완전열 이다.
둘째 · 셋째 행이 완전열 이다.
3×3 정리 에 따르면, 첫째 열 또한 완전열 이다.[1] :11, Exercise 1.3.2
도롱뇽 완전열을 통한 증명 :[2] :Lemma 2.3
=
A
≅
=
B
≅
0
{\displaystyle _{=}A\cong {}_{=}B\cong 0}
임을 보이면 족하다.
가정에 따라서, 모든 열이 완전열 이므로
X
‖
≅
0
(
X
∈
{
A
,
B
,
D
,
E
}
)
{\displaystyle X^{\|}\cong 0\qquad (X\in \{A,B,D,E\})}
이다. 또한, 둘째 · 셋째 행이 완전열 이므로
=
X
≅
0
(
X
∈
{
D
,
E
,
G
,
H
}
)
{\displaystyle _{=}X\cong 0\qquad (X\in \{D,E,G,H\})}
이다. 도롱뇽 정리에 따라서, 다음과 같은 교외 사상들은 모두 동형 사상 이다.
0
◻
0
◻
↙
↙
0
◻
◻
A
◻
◻
B
◻
↙
↙
0
◻
↗
◻
D
◻
↗
◻
E
◻
↙
0
◻
↗
◻
G
◻
{\displaystyle {\begin{matrix}&&0_{\square }&&0_{\square }\\&&\color {Red}\swarrow &&\color {Green}\swarrow &&\\0_{\square }&&^{\square }A_{\square }&&^{\square }B_{\square }\\&&\color {Blue}\swarrow &&\color {Red}\swarrow &&\\0_{\square }&\color {Blue}\nearrow &^{\square }D_{\square }&\color {Red}\nearrow &^{\square }E_{\square }\\&&\color {Red}\swarrow &&&&\\0_{\square }&\color {Red}\nearrow &^{\square }G_{\square }\\\end{matrix}}}
물론,
0
◻
≅
0
{\displaystyle 0_{\square }\cong 0}
이므로, 이를 따라서 교외 사상의 지그재그로 연결된
◻
D
,
A
◻
,
◻
G
,
D
◻
,
…
{\displaystyle ^{\square }D,A_{\square },{}^{\square }G,D_{\square },\dotsc }
등이 모두 0임을 알 수 있다.
이제,
◻
A
≅
A
◻
≅
◻
B
≅
B
◻
≅
0
{\displaystyle ^{\square }A\cong A_{\square }\cong {}^{\square }B\cong B_{\square }\cong 0}
이므로, 다음과 같은 도롱뇽 완전열으로부터
=
A
≅
=
B
≅
0
{\displaystyle _{=}A\cong {}_{=}B\cong 0}
임을 알 수 있다.
◻
0
◻
↙
↓
◻
=
A
→
◻
↗
↓
=
◻
B
→
◻
↙
◻
E
◻
{\displaystyle {\begin{matrix}{\color {White}_{\square }}0_{\square }\\\swarrow \\{\underset {=}{\overset {\square }{\scriptstyle \downarrow }}}{\underset {\to }{A}}_{\square }&\nearrow &{\overset {\square }{\underset {=}{\scriptstyle \downarrow }}}{\underset {\to }{B}}_{\square }\\&&\swarrow \\&&^{\square }E\color {White}_{\square }\end{matrix}}}
보다 일반적으로,
n
×
n
{\displaystyle n\times n}
정리 에 따르면, 임의의 자연수
n
{\displaystyle n}
에 대하여,
n
×
n
{\displaystyle n\times n}
개의 대상을 갖는 이중 사슬 복합체
0
0
↓
↓
0
→
A
n
−
1
,
n
−
1
→
⋯
→
A
0
,
n
−
1
↓
↓
⋮
⋱
⋮
↓
↓
0
→
A
n
−
1
,
n
−
1
→
⋯
→
A
0
,
0
{\displaystyle {\begin{matrix}&&0&&0\\&&\downarrow &&\downarrow \\0&\to &A_{n-1,n-1}&\to \dotsb \to &A_{0,n-1}\\&&\downarrow &&\downarrow \\&&\vdots &\ddots &\vdots \\&&\downarrow &&\downarrow \\0&\to &A_{n-1,n-1}&\to \dotsb \to &A_{0,0}\\\end{matrix}}}
가 주어졌을 때, 만약
모든 열이 완전열 이며,
첫째 행을 제외한 나머지 행들이 완전열 이라면,
첫째 행 또한 완전열 이다.
증명 :
그 증명은 3×3의 경우와 동일하다. 즉, 대략
교외 사상들의 지그재그를 통해,
◻
(
−
)
≅
(
−
)
◻
≅
0
{\displaystyle _{\square }(-)\cong (-)^{\square }\cong 0}
임을 보인다.
첫째 행의 각 수평 경계 사상에 대한 도롱뇽 완전열을 사용하여, 그 수평 호몰로지가 0임을 보인다.
(물론, 0×0 및 1×1 및 2×2인 경우는 자명하게 참이다.)
사슬 복합체의 텐서곱
편집
가환환
K
{\displaystyle K}
위의 결합 대수
A
{\displaystyle A}
위의
(
A
,
A
)
{\displaystyle (A,A)}
-쌍가군 들의 아벨 범주
Ch
∙
(
A
Mod
A
)
{\displaystyle \operatorname {Ch} _{\bullet }(_{A}\operatorname {Mod} _{A})}
를 생각하자. 이 속에서, 두 사슬 복합체
C
∙
,
D
∙
∈
Ch
∙
(
A
Mod
A
)
{\displaystyle C_{\bullet },D_{\bullet }\in \operatorname {Ch} _{\bullet }(_{A}\operatorname {Mod} _{A})}
가 주어졌다고 하자.
그렇다면, 각 성분별 텐서곱 을 통해, 다음과 같은 이중 사슬 복합체
E
∙
,
∙
{\displaystyle E_{\bullet ,\bullet }}
를 정의할 수 있다.
E
m
,
n
=
C
m
⊗
A
D
n
{\displaystyle E_{m,n}=C_{m}\otimes _{A}D_{n}}
∂
m
,
n
h
,
E
:
∂
m
,
n
h
,
E
→
∂
m
−
1
,
n
h
,
E
{\displaystyle \partial _{m,n}^{\operatorname {h} ,E}\colon \partial _{m,n}^{\operatorname {h} ,E}\to \partial _{m-1,n}^{\operatorname {h} ,E}}
∂
m
,
n
h
,
E
=
∂
m
C
⊗
id
D
n
{\displaystyle \partial _{m,n}^{\operatorname {h} ,E}=\partial _{m}^{C}\otimes \operatorname {id} _{D_{n}}}
∂
m
,
n
v
,
E
:
∂
m
,
n
h
,
E
→
∂
m
,
n
−
1
h
,
E
{\displaystyle \partial _{m,n}^{\operatorname {v} ,E}\colon \partial _{m,n}^{\operatorname {h} ,E}\to \partial _{m,n-1}^{\operatorname {h} ,E}}
∂
m
,
n
v
,
E
=
id
C
m
⊗
∂
n
D
{\displaystyle \partial _{m,n}^{\operatorname {v} ,E}=\operatorname {id} _{C_{m}}\otimes \partial _{n}^{D}}
이 이중 사슬 복합체의 전체 사슬 복합체는 두 사슬 복합체의 텐서곱
(
C
⊗
D
)
∙
=
Tot
∙
(
E
)
=
⨁
p
+
q
=
∙
C
p
⊗
A
D
q
{\displaystyle (C\otimes D)_{\bullet }=\operatorname {Tot} _{\bullet }(E)=\bigoplus _{p+q=\bullet }C_{p}\otimes _{A}D_{q}}
과 같다.
순환 호몰로지
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순환 호몰로지 는 어떤 특별한 이중 복합체의 전체 호몰로지로서 정의된다.
책을 장식하는 도롱뇽 그림 (1920년대, 미국)
3×3 정리는 9개의 대상이 3×3 행렬로 배열되어 있으므로 이러한 이름이 붙었다. 데이비드 북스바움 은 1955년 논문[3] 에서 아벨 범주 의 개념을 도입하였는데, 이 논문에서 이미 3×3 정리가 등장한다.[3] :Lemma 5.5
1971년에 칼 에릭 린더홀름(영어 : Carl Eric Linderholm )은 농으로 3×3 정리의 (올바른) 증명을 다음과 같이 묘사하였다.
“
틱택토 판을 그린다. 판을 ⭕/❌로 채우지 말고, 대신 굽은 화살표를 사용한다. 선을 추가로 그려서 3×3 판을 4×4 판으로 확장한다. 판 위에 손을 가리키며 복잡하게 흔들어 댄다. ⭕를 몇 개 그린다 (하지만 네모 속에 그리지 말고, 대신 가로·세로 선 끝에 그린다). 얼굴을 찡그린다. 이제 당신은 다음 정리들을 증명하였다.
(a) 9항 정리
(b) 16항 정리
(c) 25항 정리
[…]
Draw a noughts-and-crosses board, sometimes also referred to as a tic-tac-toe board. Do not fill it in with noughts and crosses, sometimes also called exes and ohs. Instead, use curved arrows. By drawing more lines, make it a board for four-by-four (instead of three-by-three) noughts and crosses. Wave your hands about in complicated patterns over this board. Make some noughts, but not in the squares; put them at both ends of the horizontal and vertical lines. Make faces. You have now proved:
(a) the Nine Lemma
(b) the Sixteen Lemma
(c) the Twenty-five Lemma
[…]
”
도롱뇽 정리 및 “교내 사상” · “교외 사상”이라는 용어는 조지 마크 버그먼(영어 : George Mark Bergman , 1943~)이 1970년대에 도입하였다.[2] “도롱뇽 정리”라는 이름은 이에 등장하는, S자 또는 갈지자 (之) 모양의 사상들의 열을 몸을 굽히며 움직이는 도룡뇽 에 비유한 것이다. “교내 사상” · “교외 사상”이라는 용어는 이는 같은 기호
A
{\displaystyle A}
의 각 첨자
=
◻
A
◻
‖
{\displaystyle _{=}^{\square }A_{\square }^{\|}}
를 “학교”로 여길 경우, 교내 사상
↓
=
◻
A
→
→
↓
◻
‖
{\displaystyle {\overset {\square }{\underset {=}{\scriptstyle \downarrow }}}{\overset {\to }{\underset {\to }{A}}}{\overset {\|}{\underset {\square }{\scriptstyle \downarrow }}}}
은 같은 “학교” 안의 대상들을 잇지만, 교외 사상
A
◻
↗
◻
B
{\displaystyle A_{\square }\nearrow {}^{\square }B}
은 서로 다른 “학교”에 속하는 대상들을 잇기 때문이다.
참고 문헌
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외부 링크
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