Injektive Auflösung

Im mathematischen Gebiet der Kategorientheorie und der homologischen Algebra ist eine injektive Auflösung eine lange exakte Sequenz aus injektiven Objekten, die mit einem gegebenen Objekt beginnt.

Formal sei ${\displaystyle C}$ eine abelsche Kategorie und ${\displaystyle A}$ ein Objekt aus ${\displaystyle C}$. Dann heißt eine lange exakte Sequenz der Form

${\displaystyle 0\rightarrow A\rightarrow I_{0}\rightarrow I_{1}\rightarrow I_{2}\rightarrow \cdots }$

injektive Auflösung von ${\displaystyle A}$, wenn sämtliche ${\displaystyle I_{i}}$ injektiv sind.^[1]

Ist in der abelschen Kategorie ${\displaystyle C}$ jedes Objekt Unterobjekt eines injektiven Objektes, d. h. gibt es zu jedem Objekt ${\displaystyle X\in \operatorname {Ob} (C)}$ einen Monomorphismus ${\displaystyle X\rightarrow I}$, wobei ${\displaystyle I}$ injektiv ist, so sagt man auch, ${\displaystyle C}$ besitze genügend viele injektive Objekte. Ein wichtiges Beispiel solcher Kategorien ist die Kategorie der Links-Moduln über einem Ring.

Unter diesen Bedingungen gibt es auch zu jedem Objekt ${\displaystyle A}$ eine injektive Auflösung. Zunächst existiert nämlich nach Voraussetzung ein Monomorphismus ${\displaystyle i_{0}:A\rightarrow I_{0}}$, dann weiter ein Monomorphismus ${\displaystyle i_{1}:\operatorname {coker} (i_{0})\rightarrow I_{1}}$ und dann per Induktion jeweils weiter ${\displaystyle i_{n+1}:\operatorname {coker} (i_{n})\rightarrow I_{n+1}}$.

Ist

${\displaystyle 0\rightarrow A\rightarrow I_{0}\rightarrow I_{1}\rightarrow I_{2}\rightarrow \cdots }$

eine injektive Auflösung und

${\displaystyle 0\rightarrow A'\rightarrow A'_{0}\rightarrow A'_{1}\rightarrow A'_{2}\rightarrow \cdots }$

eine exakte Sequenz, so lässt sich jeder ${\displaystyle C}$-Homomorphismus ${\displaystyle f:A'\rightarrow A}$ (nicht notwendigerweise eindeutig) zu einem kommutativen Diagramm

${\displaystyle {\begin{matrix}0\rightarrow &A'&\rightarrow &A'_{0}&\rightarrow &A'_{1}&\rightarrow &A'_{2}&\rightarrow \cdots \\&\downarrow &&\downarrow &&\downarrow &&\downarrow &\cdots \\0\rightarrow &A&\rightarrow &I_{0}&\rightarrow &I_{1}&\rightarrow &I_{2}&\rightarrow \cdots \\\end{matrix}}}$

ergänzen. Eine wichtige Folgerung aus dieser Eigenschaft ist, dass je zwei injektive Auflösungen eines Objektes vom selben Homotopietyp sind.^[2]

• Der duale Begriff ist der der projektiven Auflösung.
• Eine Anwendung finden injektive Auflösungen in der Berechnung abgeleiteter Funktoren.

1. ↑ P. J. Hilton: Lectures in Homological Algebra, American Mathematical Society (1971), ISBN 0821816578, Definition 2.6
2. ↑ Peter Hilton, Urs Stammbach: A course in homological algebra, 1. Auflage 1970, ISBN 3-540-90032-2, Kapitel IV, Theorem 4.4 und Satz 4.5