Multiplicative bases

MultiplicativeBasisDeformations.Foundations.MGrading

Gradings of modules by an abelian group #

Used for the integer weights of Section 7 (weights-and-parameters.tex): "a mesh weight w grades V_{m+1}(C) … and grades U_m(C) …; the map D_m preserves these gradings", and "Lift a basis of the integer ray weights to mesh weights … These give simultaneous gradings on the lifted modules. If μ has character χ, give ε weight −χ and choose the homogeneous solutions in the lemma."

A grading MGr of an R-module by an abelian group M is a family of finitely supported orthogonal projections. A linear map shifts by γ if it sends weight g to weight g + γ; the weight-γ part of an arbitrary linear map is pr γ φ. Homogeneous solutions of linear equations are obtained by applying pr to arbitrary solutions, since pr commutes with composition by shifting maps (pr_comp_left, pr_comp_right).

structure MultiplicativeBasisDeformations.MGr (R : Type u_1) [CommRing R] (M : Type u_2) [DecidableEq M] (N : Type u_3) [AddCommGroup N] [Module R N] :
Type (max u_2 u_3)

A grading by M, by finitely supported orthogonal projections.

  • proj : M → N →ₗ[R] N
  • supp : Finset M
  • proj_proj (g h : M) (n : N) : (self.proj g) ((self.proj h) n) = if h = g then (self.proj h) n else 0
  • proj_out (g : M) : g ∉ self.supp → self.proj g = 0
  • sum (n : N) : n = ∑ g ∈ self.supp, (self.proj g) n
Instances For
    def MultiplicativeBasisDeformations.MGr.IsHom {R : Type u_1} [CommRing R] {M : Type u_2} [DecidableEq M] {N : Type u_3} [AddCommGroup N] [Module R N] (G : MGr R M N) (g : M) (n : N) :

    A homogeneous element of weight g.

    Instances For
      theorem MultiplicativeBasisDeformations.MGr.isHom_proj {R : Type u_1} [CommRing R] {M : Type u_2} [AddCommGroup M] [DecidableEq M] {N : Type u_3} [AddCommGroup N] [Module R N] (G : MGr R M N) (g : M) (n : N) :
      G.IsHom g ((G.proj g) n)
      theorem MultiplicativeBasisDeformations.MGr.proj_of_isHom {R : Type u_1} [CommRing R] {M : Type u_2} [AddCommGroup M] [DecidableEq M] {N : Type u_3} [AddCommGroup N] [Module R N] (G : MGr R M N) {g h : M} {n : N} (hn : G.IsHom g n) :
      (G.proj h) n = if g = h then n else 0
      theorem MultiplicativeBasisDeformations.MGr.isHom_zero {R : Type u_1} [CommRing R] {M : Type u_2} [AddCommGroup M] [DecidableEq M] {N : Type u_3} [AddCommGroup N] [Module R N] (G : MGr R M N) (g : M) :
      G.IsHom g 0
      theorem MultiplicativeBasisDeformations.MGr.isHom_add {R : Type u_1} [CommRing R] {M : Type u_2} [AddCommGroup M] [DecidableEq M] {N : Type u_3} [AddCommGroup N] [Module R N] (G : MGr R M N) {g : M} {n n' : N} (h : G.IsHom g n) (h' : G.IsHom g n') :
      G.IsHom g (n + n')
      theorem MultiplicativeBasisDeformations.MGr.isHom_smul {R : Type u_1} [CommRing R] {M : Type u_2} [AddCommGroup M] [DecidableEq M] {N : Type u_3} [AddCommGroup N] [Module R N] (G : MGr R M N) {g : M} (c : R) {n : N} (h : G.IsHom g n) :
      G.IsHom g (c • n)
      theorem MultiplicativeBasisDeformations.MGr.isHom_neg {R : Type u_1} [CommRing R] {M : Type u_2} [AddCommGroup M] [DecidableEq M] {N : Type u_3} [AddCommGroup N] [Module R N] (G : MGr R M N) {g : M} {n : N} (h : G.IsHom g n) :
      G.IsHom g (-n)
      theorem MultiplicativeBasisDeformations.MGr.isHom_sub {R : Type u_1} [CommRing R] {M : Type u_2} [AddCommGroup M] [DecidableEq M] {N : Type u_3} [AddCommGroup N] [Module R N] (G : MGr R M N) {g : M} {n n' : N} (h : G.IsHom g n) (h' : G.IsHom g n') :
      G.IsHom g (n - n')
      theorem MultiplicativeBasisDeformations.MGr.isHom_sum {R : Type u_1} [CommRing R] {M : Type u_2} [AddCommGroup M] [DecidableEq M] {N : Type u_3} [AddCommGroup N] [Module R N] (G : MGr R M N) {g : M} {ι : Type u_6} (s : Finset ι) (f : ι → N) (h : ∀ i ∈ s, G.IsHom g (f i)) :
      G.IsHom g (∑ i ∈ s, f i)
      theorem MultiplicativeBasisDeformations.MGr.eq_zero_of_isHom_out {R : Type u_1} [CommRing R] {M : Type u_2} [AddCommGroup M] [DecidableEq M] {N : Type u_3} [AddCommGroup N] [Module R N] (G : MGr R M N) {g : M} {n : N} (h : G.IsHom g n) (hg : g ∉ G.supp) :
      n = 0
      theorem MultiplicativeBasisDeformations.MGr.eq_zero_of_isHom_ne {R : Type u_1} [CommRing R] {M : Type u_2} [AddCommGroup M] [DecidableEq M] {N : Type u_3} [AddCommGroup N] [Module R N] (G : MGr R M N) {g h : M} {n : N} (hg : G.IsHom g n) (hh : G.IsHom h n) (hne : g ≠ h) :
      n = 0
      theorem MultiplicativeBasisDeformations.MGr.ext_of_hom {R : Type u_1} [CommRing R] {M : Type u_2} [AddCommGroup M] [DecidableEq M] {N : Type u_3} [AddCommGroup N] [Module R N] (G : MGr R M N) {P : Type u_6} [AddCommGroup P] [Module R P] {f f' : N →ₗ[R] P} (h : ∀ (g : M) (n : N), G.IsHom g n → f n = f' n) :
      f = f'

      Linear maps agreeing on homogeneous elements agree.

      theorem MultiplicativeBasisDeformations.MGr.eq_of_proj {R : Type u_1} [CommRing R] {M : Type u_2} [AddCommGroup M] [DecidableEq M] {N : Type u_3} [AddCommGroup N] [Module R N] (G : MGr R M N) {n n' : N} (h : ∀ (g : M), (G.proj g) n = (G.proj g) n') :
      n = n'

      Elements with the same components are equal.

      theorem MultiplicativeBasisDeformations.MGr.proj_sum_hom {R : Type u_1} [CommRing R] {M : Type u_2} [AddCommGroup M] [DecidableEq M] {N : Type u_3} [AddCommGroup N] [Module R N] (G : MGr R M N) {ι : Type u_6} (s : Finset ι) (f : ι → N) (w : ι → M) (hf : ∀ i ∈ s, G.IsHom (w i) (f i)) (g : M) :
      (G.proj g) (∑ i ∈ s, f i) = ∑ i ∈ s with w i = g, f i

      The projection of a homogeneous sum.

      Shifting maps #

      def MultiplicativeBasisDeformations.MGr.Shift {R : Type u_1} [CommRing R] {M : Type u_2} [AddCommGroup M] [DecidableEq M] {N : Type u_3} {N' : Type u_4} [AddCommGroup N] [Module R N] [AddCommGroup N'] [Module R N'] (G : MGr R M N) (G' : MGr R M N') (γ : M) (φ : N →ₗ[R] N') :

      φ shifts weights by γ.

      Instances For
        theorem MultiplicativeBasisDeformations.MGr.Shift.zero {R : Type u_1} [CommRing R] {M : Type u_2} [AddCommGroup M] [DecidableEq M] {N : Type u_3} {N' : Type u_4} [AddCommGroup N] [Module R N] [AddCommGroup N'] [Module R N'] {G : MGr R M N} {G' : MGr R M N'} (γ : M) :
        G.Shift G' γ 0
        theorem MultiplicativeBasisDeformations.MGr.Shift.add {R : Type u_1} [CommRing R] {M : Type u_2} [AddCommGroup M] [DecidableEq M] {N : Type u_3} {N' : Type u_4} [AddCommGroup N] [Module R N] [AddCommGroup N'] [Module R N'] {G : MGr R M N} {G' : MGr R M N'} {γ : M} {φ ψ : N →ₗ[R] N'} (hφ : G.Shift G' γ φ) (hψ : G.Shift G' γ ψ) :
        G.Shift G' γ (φ + ψ)
        theorem MultiplicativeBasisDeformations.MGr.Shift.sub {R : Type u_1} [CommRing R] {M : Type u_2} [AddCommGroup M] [DecidableEq M] {N : Type u_3} {N' : Type u_4} [AddCommGroup N] [Module R N] [AddCommGroup N'] [Module R N'] {G : MGr R M N} {G' : MGr R M N'} {γ : M} {φ ψ : N →ₗ[R] N'} (hφ : G.Shift G' γ φ) (hψ : G.Shift G' γ ψ) :
        G.Shift G' γ (φ - ψ)
        theorem MultiplicativeBasisDeformations.MGr.Shift.smul {R : Type u_1} [CommRing R] {M : Type u_2} [AddCommGroup M] [DecidableEq M] {N : Type u_3} {N' : Type u_4} [AddCommGroup N] [Module R N] [AddCommGroup N'] [Module R N'] {G : MGr R M N} {G' : MGr R M N'} {γ : M} {φ : N →ₗ[R] N'} (hφ : G.Shift G' γ φ) (c : R) :
        G.Shift G' γ (c • φ)
        theorem MultiplicativeBasisDeformations.MGr.Shift.sum {R : Type u_1} [CommRing R] {M : Type u_2} [AddCommGroup M] [DecidableEq M] {N : Type u_3} {N' : Type u_4} [AddCommGroup N] [Module R N] [AddCommGroup N'] [Module R N'] {G : MGr R M N} {G' : MGr R M N'} {γ : M} {ι : Type u_6} (s : Finset ι) {φ : ι → N →ₗ[R] N'} (h : ∀ i ∈ s, G.Shift G' γ (φ i)) :
        G.Shift G' γ (∑ i ∈ s, φ i)
        theorem MultiplicativeBasisDeformations.MGr.Shift.comp {R : Type u_1} [CommRing R] {M : Type u_2} [AddCommGroup M] [DecidableEq M] {N : Type u_3} {N' : Type u_4} {N'' : Type u_5} [AddCommGroup N] [Module R N] [AddCommGroup N'] [Module R N'] [AddCommGroup N''] [Module R N''] {G : MGr R M N} {G' : MGr R M N'} {G'' : MGr R M N''} {γ δ : M} {φ : N →ₗ[R] N'} {ψ : N' →ₗ[R] N''} (hψ : G'.Shift G'' δ ψ) (hφ : G.Shift G' γ φ) :
        G.Shift G'' (γ + δ) (ψ ∘ₗ φ)
        theorem MultiplicativeBasisDeformations.MGr.Shift.congr {R : Type u_1} [CommRing R] {M : Type u_2} [AddCommGroup M] [DecidableEq M] {N : Type u_3} {N' : Type u_4} [AddCommGroup N] [Module R N] [AddCommGroup N'] [Module R N'] {G : MGr R M N} {G' : MGr R M N'} {γ γ' : M} {φ : N →ₗ[R] N'} (hφ : G.Shift G' γ φ) (h : γ = γ') :
        G.Shift G' γ' φ
        theorem MultiplicativeBasisDeformations.MGr.Shift.proj {R : Type u_1} [CommRing R] {M : Type u_2} [AddCommGroup M] [DecidableEq M] {N : Type u_3} {N' : Type u_4} [AddCommGroup N] [Module R N] [AddCommGroup N'] [Module R N'] {G : MGr R M N} {G' : MGr R M N'} {γ : M} {φ : N →ₗ[R] N'} (hφ : G.Shift G' γ φ) (g : M) (n : N) :
        (G'.proj (g + γ)) (φ n) = φ ((G.proj g) n)

        A shifting map commutes with the projections.

        def MultiplicativeBasisDeformations.MGr.pr {R : Type u_1} [CommRing R] {M : Type u_2} [AddCommGroup M] [DecidableEq M] {N : Type u_3} {N' : Type u_4} [AddCommGroup N] [Module R N] [AddCommGroup N'] [Module R N'] (G : MGr R M N) (G' : MGr R M N') (γ : M) (φ : N →ₗ[R] N') :
        N →ₗ[R] N'

        The weight-γ part of a linear map.

        Instances For
          theorem MultiplicativeBasisDeformations.MGr.pr_apply_hom {R : Type u_1} [CommRing R] {M : Type u_2} [AddCommGroup M] [DecidableEq M] {N : Type u_3} {N' : Type u_4} [AddCommGroup N] [Module R N] [AddCommGroup N'] [Module R N'] {G : MGr R M N} {G' : MGr R M N'} (γ : M) (φ : N →ₗ[R] N') {g : M} {n : N} (hn : G.IsHom g n) :
          (G.pr G' γ φ) n = (G'.proj (g + γ)) (φ n)
          theorem MultiplicativeBasisDeformations.MGr.shift_pr {R : Type u_1} [CommRing R] {M : Type u_2} [AddCommGroup M] [DecidableEq M] {N : Type u_3} {N' : Type u_4} [AddCommGroup N] [Module R N] [AddCommGroup N'] [Module R N'] {G : MGr R M N} {G' : MGr R M N'} (γ : M) (φ : N →ₗ[R] N') :
          G.Shift G' γ (G.pr G' γ φ)
          theorem MultiplicativeBasisDeformations.MGr.pr_of_shift {R : Type u_1} [CommRing R] {M : Type u_2} [AddCommGroup M] [DecidableEq M] {N : Type u_3} {N' : Type u_4} [AddCommGroup N] [Module R N] [AddCommGroup N'] [Module R N'] {G : MGr R M N} {G' : MGr R M N'} {γ : M} {φ : N →ₗ[R] N'} (hφ : G.Shift G' γ φ) :
          G.pr G' γ φ = φ
          theorem MultiplicativeBasisDeformations.MGr.pr_add {R : Type u_1} [CommRing R] {M : Type u_2} [AddCommGroup M] [DecidableEq M] {N : Type u_3} {N' : Type u_4} [AddCommGroup N] [Module R N] [AddCommGroup N'] [Module R N'] {G : MGr R M N} {G' : MGr R M N'} (γ : M) (φ ψ : N →ₗ[R] N') :
          G.pr G' γ (φ + ψ) = G.pr G' γ φ + G.pr G' γ ψ
          theorem MultiplicativeBasisDeformations.MGr.pr_sub {R : Type u_1} [CommRing R] {M : Type u_2} [AddCommGroup M] [DecidableEq M] {N : Type u_3} {N' : Type u_4} [AddCommGroup N] [Module R N] [AddCommGroup N'] [Module R N'] {G : MGr R M N} {G' : MGr R M N'} (γ : M) (φ ψ : N →ₗ[R] N') :
          G.pr G' γ (φ - ψ) = G.pr G' γ φ - G.pr G' γ ψ
          theorem MultiplicativeBasisDeformations.MGr.pr_smul {R : Type u_1} [CommRing R] {M : Type u_2} [AddCommGroup M] [DecidableEq M] {N : Type u_3} {N' : Type u_4} [AddCommGroup N] [Module R N] [AddCommGroup N'] [Module R N'] {G : MGr R M N} {G' : MGr R M N'} (γ : M) (c : R) (φ : N →ₗ[R] N') :
          G.pr G' γ (c • φ) = c • G.pr G' γ φ
          theorem MultiplicativeBasisDeformations.MGr.pr_zero {R : Type u_1} [CommRing R] {M : Type u_2} [AddCommGroup M] [DecidableEq M] {N : Type u_3} {N' : Type u_4} [AddCommGroup N] [Module R N] [AddCommGroup N'] [Module R N'] {G : MGr R M N} {G' : MGr R M N'} (γ : M) :
          G.pr G' γ 0 = 0
          theorem MultiplicativeBasisDeformations.MGr.pr_sum {R : Type u_1} [CommRing R] {M : Type u_2} [AddCommGroup M] [DecidableEq M] {N : Type u_3} {N' : Type u_4} [AddCommGroup N] [Module R N] [AddCommGroup N'] [Module R N'] {G : MGr R M N} {G' : MGr R M N'} (γ : M) {ι : Type u_6} (s : Finset ι) (φ : ι → N →ₗ[R] N') :
          G.pr G' γ (∑ i ∈ s, φ i) = ∑ i ∈ s, G.pr G' γ (φ i)
          theorem MultiplicativeBasisDeformations.MGr.pr_comp_left {R : Type u_1} [CommRing R] {M : Type u_2} [AddCommGroup M] [DecidableEq M] {N : Type u_3} {N' : Type u_4} {N'' : Type u_5} [AddCommGroup N] [Module R N] [AddCommGroup N'] [Module R N'] [AddCommGroup N''] [Module R N''] {G : MGr R M N} {G' : MGr R M N'} {G'' : MGr R M N''} {γ δ : M} (φ : N →ₗ[R] N') {ψ : N' →ₗ[R] N''} (hψ : G'.Shift G'' δ ψ) :
          G.pr G'' (γ + δ) (ψ ∘ₗ φ) = ψ ∘ₗ G.pr G' γ φ

          Composition on the left with a shifting map.

          theorem MultiplicativeBasisDeformations.MGr.pr_comp_right {R : Type u_1} [CommRing R] {M : Type u_2} [AddCommGroup M] [DecidableEq M] {N : Type u_3} {N' : Type u_4} {N'' : Type u_5} [AddCommGroup N] [Module R N] [AddCommGroup N'] [Module R N'] [AddCommGroup N''] [Module R N''] {G : MGr R M N} {G' : MGr R M N'} {G'' : MGr R M N''} {γ δ : M} (φ : N →ₗ[R] N') {ψ : N'' →ₗ[R] N} (hψ : G''.Shift G δ ψ) :
          G''.pr G' (δ + γ) (φ ∘ₗ ψ) = G.pr G' γ φ ∘ₗ ψ

          Composition on the right with a shifting map.

          theorem MultiplicativeBasisDeformations.MGr.shift_proj {R : Type u_1} [CommRing R] {M : Type u_2} [AddCommGroup M] [DecidableEq M] {N : Type u_3} [AddCommGroup N] [Module R N] {G : MGr R M N} (g : M) :
          G.Shift G 0 (G.proj g)

          The projections themselves do not shift.