• 1.摘要
  • 2.构造
  • 3.伴随与泛性质
  • 4.非交换多项式
  • 5.
  • 6.余代数结构

张量代数

在数学中,一个向量空间image张量代数(tensor algebra),记作image,是image上的(任意阶)张量的代数,其乘法为张量积。张量代数左伴随于从代数到向量空间的遗忘函子,在这种意义下它是image上的自由代数;在相应的泛性质的意义下,它是包含image的“最一般的代数”(见下)。

张量代数也具有余代数结构。

:本文中所有代数都假设是有单位的且结合。

构造

image是域image上一个向量空间。对任何非负整数image,我们定以imageimage次张量积image与自己的image次张量积:

image

这便是讲,imageimage上所有秩image张量组成。习惯上image是基域image(作为自己的一维向量空间)。

image为所有imageimage)的直和:

image

image中的乘法由典范同构确定:

image

由张量积给出,然后线性扩张到所有image。此乘法表明张量代数image自然是一个分次代数,image作为image次子空间。

此构造可径直推广到任意交换环上的模image上。如果image是一个非交换环,我们仍然可以对任意image-image 双模执行这样的构造。(对通常的image-模不行,因为没有迭代张量积。)

伴随与泛性质

张量代数image也成为向量空间image上的自由代数,并具有函子性。像其它自由构造一样,函子image左伴随于某个遗忘函子,该函子将每个image-代数送到它的底向量空间。

准确地说,张量代数满足如下的泛性质,正式地表明它是包含image的最一般的代数:

任何从imageimage上的一个代数image的线性变换image可以惟一地扩张为从imageimage的一个代数同态,如下交换图表所示:

这里imageimageimage的典范包含(伴随的单位)。事实上可以定义张量代数image为满足这个性质惟一的代数(确切地说,在惟一的一个同构意义下),但仍然要证明满足这个性质的对象存在。

如上泛性质说明张量代数的构造有自然的函子性。就是讲,image是从image-Vectimage上向量空间范畴,到image-Algimage-代数范畴,的一个函子。image的函子性意味着任何从V到W的线性映射惟一地扩张为从imageimage的代数同态。

非交换多项式

如果image为有限维image,张量代数的另一个看法是“ imageimage个非交换变量的多项式代数”。如果我们取image的基向量,它们成为image中的非交换变量(或不定元),彼此间没有任何约束(除了结合律,分配律以及K-线性)。