Р-последовательность называется расщепляющейся, если существует такой гомоморфизм -моду-лей что По лемме 5.4а последовательность 2 расщепляется тогда и только тогда, когда существует гомоморфизм со свойством
Будем обозначать класс всех -последовательностей через Можно естественным образом ввести понятие морфизма последовательностей, превращающее в категорию. Пусть — две -последовательности. Тогда морфизмом между ними называется гомоморфизм -модулей такой, что диаграмма
коммутативна. Условие коммутативности сводится к тому, чтобы ибо тогда Ясно, что композиция морфизмов является морфизмом, а морфизм обладает обычными свойствами тождественного морфизма последовательности 2:
Терминология, относящаяся к гомоморфизмам модулей, будет применяться и к морфизмам объектов из В частности, морфизм будет называться расщепляющейся инъекцией или расщепляющейся сюръекцией, если (соответственно для некоторого морфизма В этом случае очевидно, является расщепляющимся инъективным (сюръективным) гомоморфизмом модулей. Для расщепляющихся сюръекций верно также обратное утверждение. В самом деле, если удовлетворяет условию то так что является морфизмом -последовательностей В частности, гомоморфизм является изоморфизмом в тогда и только тогда, когда он является изоморфизмом модулей.
Лемма. Пусть некоторая -последовательность. Предположим, что Положим обозначим через естественную проекцию. Тогда справедливы следующие утверждения.
(i) является изоморфизмом;
(ii) существует единственный сюръективный гомоморфизм такой, что Таким образом, последовательность
является -последовательностью, а есть морфизм
(iii) если последовательности расщепляются для всех то последовательность 2 также расщепляется.
Доказательство. Утверждение (i) очевидно, а утверждение (ii) следует из определений с учетом сюръективности и и того факта, что Доказывая предположим, что все последовательности расщепляются, т. е. существуют такие гомоморфизмы что Пусть гомоморфизм вложения, отвечающий разложению Определим х так Если и то для Таким образом,
С учетом того, что гомоморфизм и отсюда следует, что Тем самым расщепляемость последовательности 2 установлена.
Пусть — некоторая -последователь-ность. Будем говорить, что 2 является простой, если она не расщепляется и -модуль является неразложимым. Такой выбор терминологии объясняется тем, что для последовательностей с такими свойствами имеет место аналог леммы Шура (см. следствие 7.4а).
Предложение. Если и не является проективным, то существует простая -последовательность.
Доказательство. В силу того что модуль конечно порожден, существует свободный -модуль вместе с сюръективным гомоморфизмом Положим Тогда последовательность является -последовательностью, которая не может расщепляться; в противном случае модуль оказался бы прямым слагаемым свободного модуля т. е. проективным модулем. Из леммы вытекает существование такого неразложимого слагаемого модуля что