C-Gorenstein模與Gorenstein模

張 珍，陶琳琳

（淄博師范高等專科學校 初等教育系，山東 淄博 255130）

C-Gorenstein模與Gorenstein模

張 珍，陶琳琳

（淄博師范高等專科學校 初等教育系，山東 淄博 255130）

在這篇文章中，我們介紹了平凡擴張環R∝C，其中C是一個半對偶化模.我們得到，當R是非諾特環時，內射模和C-內射模是C-Gorenstein內射的，平坦模和C-平坦模是C-Gorenstein平坦的。并且C-Gorenstein內射R-模是Gorenstein內射R∝C-模，以及C-Gorenstein投射R-模是Gorenstein投射R∝C-模，C-Gorenstein平坦R-模是Gorenstein平坦R∝C-模。

半對偶化模；平凡擴張環；C-Gorenstein投射模

整篇文章中，R始終代表一個有單位元的結合環，C是一個半對偶化的R-模。早在很久以前，很多作者就研究了半對偶化模這個概念，不過他們并沒有用“半對偶化模”這個名字。Foxby稱這樣的模為秩為 1的 PG-模；Golod稱之為 suitable-模；Vasconcelos稱其為spherical-模.

總的來說，這類模是對偶化模和秩為1的自由模的推廣.由半對偶化模誘導的相對代數引起了海內外大量專家和學者的重視.有了它，經典的投射模被推廣成C-投射模；內射模被推廣成C-內射模；平坦模被推廣成C-平坦模.并且，Gorenstein投射（內射、平坦）模被推廣成C-Gorenstein投射（內射、平坦）模等等，從而產生了由半對偶化模誘導的同調代數，這一方面的內容請參看文獻。［6、7、8］

在經典的同調代數中，我們用投射（內射、平坦）模來分解一給定的R-模，得到該模的投射（內射、平坦）維數，這些同調維數可以來刻畫環。利用同樣的方法，許多作者研究了Gorenstein同調維數，從而更好地刻畫了Gorenstein環.自然的，我們想考慮由半對偶化模C誘導的同調維數和 Gorenstein同調維數，用它們來研究C誘導的Gorenstein環.我們知道環R叫做n-Gorenstein環如果它是左右諾特的并且R的自內射維數小于等于n。因為半對偶化模C是R的推廣，所以我們想研究一下當C的內射維數小于等于n時，環R會有一些什么性質.

本文包括兩節，第一節我們給出了一些用到的定義和符號。第二節證明了一些主要的結論.

1.預備知識

定義1.1.［6］（P171）設X是由R-模構成的子范疇.對于任意R-模M，

（1）M的左X-預解式是指一個正和序列：

（2）M的右X-預解式是指一個正和序列：

模M的X投射維數是指這樣一個數：X-pdM =inf{sup{n≥0|Xn≠0}|X 是M的左X預解式}；類似的，我們可以定義 M的X內射維數及X-平坦維數.

本文中我們用pd（M），id（M），fd（M）分別代表M的投射、內射和平坦維數.用Gpd（M），Gid（M）和 Gfd（M）分別代表 M的 Gorenstein投射（內射、平坦）維數.

定義1.2.一個R-模C稱作半對偶化的，如果它滿足下列三個條件：

（1）C有一個有限生成的投射模構成的預解式；

（2）C是自正交的，即：Ext≥1（C，C）=0；

（3）Hom（C，C）?R.

假設C是一個半對偶化R-模，我們分別用FC，PC和IC來代表所有的C-平坦、C-投射和C-內射R-模類，即：

（1）FC={C? F/F是一平坦模}；

（2）PC={C? P/P是一投射模}；

（3）IC={Hom（C，E） /E是一內射模}.

通過FC，PC和IC，Holm and J?rgensen在交換諾特環上分別定義了由C誘導的C-Gorenstein平坦，投射和內射模［1］。很明顯，這三類模推廣了Holm的Gorenstein平坦，投射和內射模。White在一般的交換環上定義了C-Gorenstein投射模，并稱之為-投射模.

根據 Definition 9［1］，對任意R-模M，我們分別用C-Gpd（M）、C-Gid（M）和C-Gfd（M）來表示M的C-Gorenstein投射、內射和平坦維數.

最后，我們給出平凡擴張環的定義：

定義 1.3.設R是任意環，C是任意R-模。我們對R⊕C的元素定義乘法如下：

從而R⊕C成為一個環，稱為由環R和模C構成的平凡擴張環，記為R∝C.

環R和R∝C之間存在自然的環同態，從而我們可以把任意R-模看成是R∝C-模，也可以把任意R∝C-模看成是R-模.

2.主要結果

定義 2.1.設R是一個交換諾特環，C是一半對偶化R-模，如果對于任意非負整數n有id（C）≤n，則稱環R是n-C-Gorenstein環.

注 2.2. 根據［8］，如果R是諾特環，那么平凡擴張環也是諾特的.并且由Theorem 4.3.2［8］知，idR∝C（R∝C）=id（C）。因此R∝C是n-Gorenstein環.

為了證明我們的主要結論，我們首先證明下列命題。

命題2.3

（1）每一個內射模和C-內射模都是C-Gorenstein內射的；

（2）每一個投射模和C-投射模都是C-Gorenstein投射；

（3）每一個平坦模和C-平坦模都是C-Gorenstein平坦的.

證明：（1）由定義1.2知，半對偶化模C有一個有限生成的投射預解式：

顯然它是Hom（C，-）正和的。因此我們得到這樣的正和列：

對任意內射模I，用Hom（-，I）作用上述正和列得到

···→Hom（C，In1）→Hom（C，In0）→I→0對于內射模E，因為E∈BC（R），由C誘導的Bass類，所以C?Hom（C，E）?E對任意的i≯0，我們有下列同構：

從而，用Hom（Hom（C，E），I）作用到上述正和列，我們得到

因為存在正和列0→Hom（C，I）→Hom（C，I）→0，很容易證明Hom（C，I）是C-Gorenstein內射的.

（2）和（3）可以類似于（1）來證明.

在定理 2.16［11］中，Holme證明了任意的CGorenstein內射R-模是Gorenstein內射R∝C-模，并且任意的C-Gorenstein投射R-模是Gorenstein投射R∝C-模.注意到他們要求R是一個諾特環.下面，我們將證明在一般的非諾特環上也有這樣的結論.

命題 2.4：設R是任意交換環。對任意R-模M和內射R-模I，我們有

證明：因為存在R-模同構：R∝C?R⊕C，所以R∝C存在有限生成的投射預解式.因此我們存在下列同構

其中，第二個同構是根據定理3.2.11［2］，第三個同構是Hom-Adjoint同構.

（2）考慮HomR（C，I）的投射分解

因為 HomR（C，I）∈AC（R），所以Tor≥1（R∝C，因此我們用R∝C?R-作用，得到下列正和列

由 Lemma 3.1（3）［3］，對于任意的j≥0，（R∝C）?RPj是投射的R∝C-模.因此上述正和列是R∝C-模（R∝C）?RHomR（C，I）的投射分解.從而我沒有下列同構：

根據定理4.32［3］，我們得到C-GidR（M）=GidR∝C（M）.

注 2.5類似于上述命題的證明，我們得到 CGpdR（M）=GpdR∝C（M），以及C-GfdR（M）=GfdR∝C（M）.

［1］H.Holm，P.J{O}rgensen，Semi-dualizing modules and related Gorenstein homologica dimensions［J］.J.Pure Appl.Algebra.2006，205（2），423-445.

［2］E.E.Enochs and O.M.G.Jenda，Relative homological algebra［M］.（de Gruyter，Exp.Math 30，2000）.

［3］H.Holm，Gorenstein homological dimensions［J］.J.Pure Appl. Algebra 2004，189，167-193.

［4］H.-B.Foxby，Gorenstein modules and related modules［J］. Math.Scand.1972，31，267-284.

［5］H.Holm，P.J{O}rgensen，Cohen-Macaulay injective，projective，and flat dimension［J］.preprint，2004，vailable from http://www.arxiv.org/abs/math.AC/0405523.

［6］E.S.Golod，G-dimension and generalized perfect ideals［J］. Trudy Mat.Inst.Steklov，1984，165，62-66.

［7］W.V.Vasconcelos，Divisor theory in module categories［M］. North-Holland Publishing Co.，Amsterdam：Noth-Holland Math.Stud，（1974）.

［8］R.M.Fossum，P.A.Griffith，I.Reiten，Trivial extensions of abelian CategoriesM］.Berlin,Springerverlag（1975）.

（責任編輯：胡安波）

In this paper，we introduce the trivial extension ring of R by C，where C is a semidualizing module.We find that when R is non-Noetherian，the injective and C-injective R-modules are CGorenstein injective R-modules，flat and C-flat R-modules are C-Gorenstein flat R-modules.Moreover，we get that C-Gorenstein injective R-modules are Gorenstein injective R∝C-modules，C-Gorenstein proj-ective R-modules are Gorenstein projective R∝C-modules.

semidualizing module；trivial extension ring；C-Gorenstein projective module.

0154

A

（2017）01-0045-03

2016-12-07

張珍（1982-），女，山東菏澤人，博士，淄博師范高等專科學校初等教育系教師，主要從事同調代數方向的研究。陶琳琳，女，山東淄博人，淄博師范高等專科學校初等教育系教師。

注：本文系山東省自然科學基金項目“半對偶化模誘導的同調代數的有關研究”［ZR2015PA001］的階段性研究成果。