Suite exacte dans une catégorie abélienne

Bonjour tout le monde, je vous présente mon problème. Soit $\mathcal C$ une catégorie abélienne et $A,B\in \mathcal C$. Je note $A\oplus B$ leur biproduit et $\iota_A:A\to A\oplus B$, $\pi_A:A\oplus B\to A$ (resp. $\iota_B:B\to A\oplus B$, $\pi_B:A\oplus B\to B$) les flèches canoniques. Je veux montrer que la suite:
$$
0\to A\xrightarrow{\iota_A} A\oplus B\xrightarrow{\pi_B} B\to 0

$$ est exacte.

Voici où j'en suis. On sait par construction que $\iota_A$ est un mono et que $\pi_B$ est un épi. Il reste donc à montrer que $$Im(\iota_A):=\ker\big(\mathrm{coker}(\iota_A)\big)=\ker(\pi_B).
$$ Comme $\mathcal C$ est abélienne et que $\iota_A$ est un mono, on sait que le couple $(A,\iota_A)$ est l'image de $\iota_A$. Je veux alors montrer que $(A,\iota_A)$ est le noyau de $\pi_B$. Par construction, on a $\pi_B\circ \iota_A=0$. Ensuite, soit $T\in \mathcal C$ et $\alpha:T\to A\oplus B$ tel que $\pi_B\circ \alpha=0$. Je note $\big(\mathrm{coker}(\iota_A),c:A\oplus B\to \mathrm{coker}(\iota_A)\big)$ le conoyau de $\iota_A$. Comme $\pi_B\circ \iota_A=0$, il existe un unique $\gamma:\mathrm{coker}(\iota_A)\to B$ tel que $\gamma\circ c=\pi_B$ (je joins une photo du diagramme). À partir de là, j'aurais aimé montrer que $c\circ \alpha=0$, ce qui me donnerait l'existence et l'unicité de $\beta:T\to A$ faisant commuter le diagramme. Je pensais utiliser l'application $\gamma$... Cependant, je n'arrive pas à montrer cette égalité. Est-ce-que je me trompe de direction ?

Merci beaucoup pour votre aide !111300

Réponses

  • En fait, ce qui va tout faire marcher, c'est qu'ici tu as des équations très intéressantes, spécifiquement, tu as:
    $$\iota_B\pi_B + \iota_A\pi_A = id_{A\oplus B}$$
    Ainsi, si $T\to A\oplus B\to B$ est nulle, tu vas pouvoir obtenir $T\to A$ grâce à $\pi_A$. Alors $T\to A\oplus B\to A \to A\oplus B$ va être la flèche de départ : pour le prouver, il suffit d'utiliser l'équation ci-dessus (ainsi que la bilinéarité de la composition)
  • Merci beaucoup !! J'avais totalement oublié cette relation. Tout marche très bien :-)
  • Je détaille un peu si jamais quelqu'un est intéressé. Si il existe une flèche $\beta:T\to A$ vérifiant $\iota_A\circ \beta=\alpha$ alors $\beta$ est unique car $\iota_A$ est un mono. Par ailleurs, si une telle flèche existe alors nécessairement $\beta=\pi_A\circ \alpha$ (en appliquant $\pi_A$ à l'équation $\iota_A\circ \beta = \alpha$ et en utilisant le fait que $\pi_A\circ \iota_A=id_A$). Réciproquement, posons $\beta:=\pi_A\circ \alpha:T\to A$. On montre alors l'égalité $\iota_A\circ \beta=\alpha$ en utilisant la relation de Maxtimax et la bilinéarité ($\iota_A\circ \pi_A = id_{A\oplus B} - \iota_B\circ \pi_B$).

    Cela permet d'affirmer que $Im(\iota_A)=(A,\iota_A)=\ker(\pi_B)$, c'est à dire que la suite courte du problème est exacte.
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