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      "http://www.w3.org/Math/DTD/mathml2/xhtml-math11-f.dtd">
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">
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  <title>Arun Ram: Connections</title>
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 p.dispeq {text-align:center} /* aligns to center of the page */
  p.right-number {    float:right;    margin-top:-28pt;    } /* floats content to rhs, and doesn't affect the other p tag */
@namespace url(http://www.w3.org/1998/Math/MathML);</style>
  <meta http-equiv="content-type" content="text/html; charset=UTF-8" />
</head>

<body>
<h2 style="text-align: center">Connections</h2>

<p style="text-align: center">Arun Ram<br
style="margin-left: auto; margin-right: auto" />
Department of Mathematics<br style="margin-left: auto; margin-right: auto" />
University of Wisconsin<br style="margin-left: auto; margin-right: auto" />
Madison, WI 53706 USA<br style="margin-left: auto; margin-right: auto" />
ram@math.wisc.edu</p>

<p></p>

<p></p>

<p></p>

<h3>de Rham cohomology</h3>

<p>Let <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>A</mi>
</math> be a commutative algebra. The <em>de Rham cohomology</em> of <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>A</mi>
</math> is the cohomology of the complex</p>

<div class="pos">
<p class="dispeq"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&ctdot;</mi>
  <mi>&xrarr;</mi>
  <msup>
    <mo>Ω</mo>
    <mrow>
      <mi>i</mi>
      <mo>–</mo>
      <mn>1</mn>
    </mrow>
  </msup>
  <mo>(</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>)</mo>
  <mover>
    <mi>&xrarr;</mi>
    <msub>
      <mi>d</mi>
      <mrow>
        <mi>i</mi>
        <mo>–</mo>
        <mn>1</mn>
      </mrow>
    </msub>
  </mover>
  <msup>
    <mo>Ω</mo>
    <mi>i</mi>
  </msup>
  <mo>(</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>)</mo>
  <mover>
    <mi>&xrarr;</mi>
    <msub>
      <mi>d</mi>
      <mi>i</mi>
    </msub>
  </mover>
  <msup>
    <mo>Ω</mo>
    <mrow>
      <mi>i</mi>
      <mo>+</mo>
      <mn>1</mn>
    </mrow>
  </msup>
  <mo>(</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>)</mo>
  <mi>&xrarr;</mi>
  <mi>&ctdot;</mi>
</math></p>
<br />
</div>

<p>where the <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>p</mi>
</math>-differential forms of <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>A</mi>
</math> is </p>

<p><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mi>Ω</mi>
    <mi>p</mi>
  </msup>
  <mo>(</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <msup>
    <mi>Λ</mi>
    <mi>p</mi>
  </msup>
  <mo>(</mo>
  <msup>
    <mi>Ω</mi>
    <mn>1</mn>
  </msup>
  <mo>(</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>)</mo>
  <mo>,</mo>
  <mspace width="2em"/>
  <msup>
    <mi>Ω</mi>
    <mn>1</mn>
  </msup>
  <mo>(</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <mi>I</mi>
  <mo>/</mo>
  <msup>
    <mi>I</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  <mo>,</mo>
  <mspace width="2em"/>
  <mi>I</mi>
  <mo>=</mo>
  <mi>ker</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>&otimes;</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>&rarr;</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>,</mo>
</math></p>

<p>and <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>d</mi>
</math> is the unique antiderivation of degree 1 which extends</p>

<p><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mtable>
    <mtr>
      <mtd>
        <mi>d</mi>
        <mo>:</mo>
      </mtd>
      <mtd>
        <mi>A</mi>
      </mtd>
      <mtd>
        <mo>&xrarr;</mo>
      </mtd>
      <mtd>
        <msup>
          <mi>Ω</mi>
          <mn>1</mn>
        </msup>
        <mo>(</mo>
        <mi>A</mi>
        <mo>)</mo>
      </mtd>
    </mtr>
    <mtr>
      <mtd>
        <mi></mi>
      </mtd>
      <mtd>
        <mi>x</mi>
      </mtd>
      <mtd>
        <mo>&map;</mo>
      </mtd>
      <mtd>
        <mi>x</mi>
        <mo>&otimes;</mo>
        <mn>1</mn>
        <mo>–</mo>
        <mn>1</mn>
        <mo>&otimes;</mo>
        <mi>x</mi>
      </mtd>
    </mtr>
  </mtable>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext>and satisfies </mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <msup>
    <mi>d</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  <mo>=</mo>
  <mn>0</mn>
</math>.</p>

<p>Let <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>M</mi>
</math> be an <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>A</mi>
</math>-module. A <em>connection</em> on <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>M</mi>
</math> is an <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&Fopf;</mi>
</math>-linear map</p>

<p><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&nabla;</mi>
  <mo>:</mo>
  <mi>M</mi>
  <mi>&xrarr;</mi>
  <mi>M</mi>
  <msub>
    <mo>&otimes;</mo>
    <mi>A</mi>
  </msub>
  <msup>
    <mi>Ω</mi>
    <mn>1</mn>
  </msup>
  <mo>(</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>)</mo>
</math> such that <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&nabla;</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>f</mi>
  <mi>m</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <mi>f</mi>
  <mi>&nabla;</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>m</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>+</mo>
  <mi>m</mi>
  <mo>&otimes;</mo>
  <mi>d</mi>
  <mi>f</mi>
</math>,</p>

<p>for <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>f</mi>
  <mo>&isin;</mo>
  <mi>A</mi>
</math>, <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>m</mi>
  <mo>&isin;</mo>
  <mi>M</mi>
</math>. There is a unique extension of <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&nabla;</mi>
</math> to </p>

<p><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&ctdot;</mi>
  <mo>&xrarr;</mo>
  <mi>M</mi>
  <msub>
    <mo>&otimes;</mo>
    <mi>A</mi>
  </msub>
  <msup>
    <mi>Ω</mi>
    <mrow>
      <mi>i</mi>
      <mo>–</mo>
      <mn>1</mn>
    </mrow>
  </msup>
  <mo>(</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>)</mo>
  <mover>
    <mo>&xrarr;</mo>
    <mi>&nabla;</mi>
  </mover>
  <mi>M</mi>
  <msub>
    <mo>&otimes;</mo>
    <mi>A</mi>
  </msub>
  <msup>
    <mi>Ω</mi>
    <mi>i</mi>
  </msup>
  <mo>(</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>)</mo>
  <mover>
    <mo>&xrarr;</mo>
    <mi>&nabla;</mi>
  </mover>
  <mi>M</mi>
  <msub>
    <mo>&otimes;</mo>
    <mi>A</mi>
  </msub>
  <msup>
    <mi>Ω</mi>
    <mrow>
      <mi>i</mi>
      <mo>+</mo>
      <mn>1</mn>
    </mrow>
  </msup>
  <mo>(</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>&xrarr;</mo>
  <mi>&ctdot;</mi>
</math></p>

<p>such that</p>

<p><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&nabla;</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>x</mi>
  <mi>ω</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <mo>(</mo>
  <mi>&nabla;</mi>
  <mi>x</mi>
  <mo>)</mo>
  <mi>ω</mi>
  <mo>+</mo>
  <mo>(</mo>
  <mo>–</mo>
  <mn>1</mn>
  <msup>
    <mo>)</mo>
    <mrow>
      <mi>deg</mi>
      <mo>(</mo>
      <mi>x</mi>
      <mo>)</mo>
    </mrow>
  </msup>
  <mi>x</mi>
  <mi>d</mi>
  <mi>ω</mi>
  <mtext>,</mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext>for &nbsp;</mtext>
  <mi>x</mi>
  <mo>&isin;</mo>
  <mi>M</mi>
  <msub>
    <mo>&otimes;</mo>
    <mi>A</mi>
  </msub>
  <msup>
    <mi>Ω</mi>
    <mi>p</mi>
  </msup>
  <mo>(</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>)</mo>
  <mtext>,&nbsp;</mtext>
  <mi>ω</mi>
  <mo>&isin;</mo>
  <msup>
    <mi>Ω</mi>
    <mi>&ell;</mi>
  </msup>
  <mo>(</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>.</mo>
</math></p>

<p>The <em>curvature</em> of <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&nabla;</mi>
</math> is </p>

<p><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>R</mi>
  <mo>:</mo>
  <mi>M</mi>
  <mo>&xrarr;</mo>
  <mi>M</mi>
  <msub>
    <mo>&otimes;</mo>
    <mi>A</mi>
  </msub>
  <msup>
    <mi>Ω</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  <mo>(</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>)</mo>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext>given by </mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <mi>R</mi>
  <mo>=</mo>
  <msup>
    <mi>&nabla;</mi>
    <mn>1</mn>
  </msup>
  <mo>&compfn;</mo>
  <msup>
    <mi>&nabla;</mi>
    <mn>0</mn>
  </msup>
  <mo>,</mo>
</math></p>

<p>and <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&nabla;</mi>
</math> is <em>flat</em> if <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>R</mi>
  <mo>=</mo>
  <mn>0</mn>
</math>.</p>

<p>If <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&nabla;</mi>
</math> is a flat connection then (??) is a complex and the <em>de Rham
cohomology</em> of <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mo>(</mo>
  <mi>M</mi>
  <mo>,</mo>
  <mi>&nabla;</mi>
  <mo>)</mo>
</math> is the homology of (??).</p>

<p>Then <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>A</mi>
</math> acts on <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mi>Ω</mi>
    <mn>1</mn>
  </msup>
  <mo>(</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>)</mo>
</math> by</p>

<p><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>f</mi>
  <mo>(</mo>
  <mo>&sum;</mo>
  <msub>
    <mi>g</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>&otimes;</mo>
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <mo>&sum;</mo>
  <mi>f</mi>
  <msub>
    <mi>g</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>&otimes;</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>=</mo>
  <mo>&sum;</mo>
  <msub>
    <mi>g</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mi>&otimes;</mi>
  <mi>f</mi>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mspace width="1em"/>
  <mtext>mod</mtext>
  <mspace width="1em"/>
  <msup>
    <mi>I</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
</math>,</p>

<p>for <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>f</mi>
  <mo>&isin;</mo>
  <mi>A</mi>
</math> and <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mo>&sum;</mo>
  <msub>
    <mi>g</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>&otimes;</mo>
  <msub>
    <mi>h</mi>
    <mi>i</mi>
  </msub>
  <mo>&isin;</mo>
  <mi>I</mi>
</math>. As <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>A</mi>
</math>-modules</p>

<p><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mtable>
    <mtr>
      <mtd>
        <msub>
          <mi>Hom</mi>
          <mi>A</mi>
        </msub>
        <mo>(</mo>
        <msup>
          <mi>Ω</mi>
          <mn>1</mn>
        </msup>
        <mo>(</mo>
        <mi>A</mi>
        <mo>)</mo>
        <mo>,</mo>
        <mi>A</mi>
        <mo>)</mo>
      </mtd>
      <mtd>
        <mover>
          <mo>&xrarr;</mo>
          <mi>&sim;</mi>
        </mover>
      </mtd>
      <mtd>
        <mi>Der</mi>
        <mo>(</mo>
        <mi>A</mi>
        <mo>)</mo>
      </mtd>
    </mtr>
    <mtr>
      <mtd>
        <mi>&phiv;</mi>
      </mtd>
      <mtd>
        <mo>&map;</mo>
      </mtd>
      <mtd>
        <mi>&phiv;</mi>
        <mi>d</mi>
      </mtd>
    </mtr>
  </mtable>
</math></p>

<p>and, if <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mi>Ω</mi>
    <mn>1</mn>
  </msup>
  <mo>(</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>)</mo>
</math> is a reflexive <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>A</mi>
</math>-module then</p>

<p><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mi>Ω</mi>
    <mn>1</mn>
  </msup>
  <mo>(</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <msub>
    <mi>Hom</mi>
    <mi>A</mi>
  </msub>
  <mo>(</mo>
  <mi>Der</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>,</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>)</mo>
</math>.</p>

<p>Let <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&nabla;</mi>
</math> be a connection on <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>M</mi>
</math> and define</p>

<p><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mtable>
    <mtr>
      <mtd>
        <mi>Der</mi>
        <mo>(</mo>
        <mi>A</mi>
        <mo>)</mo>
      </mtd>
      <mtd>
        <mo>&xrarr;</mo>
      </mtd>
      <mtd>
        <msub>
          <mi>End</mi>
          <mi>&Fopf;</mi>
        </msub>
        <mo>(</mo>
        <mi>M</mi>
        <mo>)</mo>
      </mtd>
    </mtr>
    <mtr>
      <mtd>
        <mi>&part;</mi>
      </mtd>
      <mtd>
        <mo>&map;</mo>
      </mtd>
      <mtd>
        <msub>
          <mi>&nabla;</mi>
          <mi>&part;</mi>
        </msub>
      </mtd>
    </mtr>
  </mtable>
  <mspace width="2em"/>
</math> by <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mspace width="1em"/>
  <msub>
    <mi>&nabla;</mi>
    <mi>&part;</mi>
  </msub>
  <mo>=</mo>
  <mo>(</mo>
  <mi>part</mi>
  <mo>&otimes;</mo>
  <msub>
    <mi>id</mi>
    <mi>M</mi>
  </msub>
  <mo>)</mo>
  <mo>&compfn;</mo>
  <mi>&nabla;</mi>
</math>,</p>

<p>so that <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>&nabla;</mi>
    <mi>&part;</mi>
  </msub>
  <mo>:</mo>
  <mi>M</mi>
  <mover>
    <mo>→</mo>
    <mi>&nabla;</mi>
  </mover>
  <msup>
    <mi>Ω</mi>
    <mn>1</mn>
  </msup>
  <mo>(</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>)</mo>
  <msub>
    <mo>&otimes;</mo>
    <mi>A</mi>
  </msub>
  <mi>M</mi>
  <mover>
    <mo>→</mo>
    <mrow>
      <mi>&part;</mi>
      <mo>&otimes;</mo>
      <msub>
        <mi>id</mi>
        <mi>M</mi>
      </msub>
    </mrow>
  </mover>
  <mi>A</mi>
  <msub>
    <mo>&otimes;</mo>
    <mi>A</mi>
  </msub>
  <mi>M</mi>
  <mo>=</mo>
  <mi>M</mi>
</math>. Then, for <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>f</mi>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mn>2</mn>
  </msub>
  <mo>&isin;</mo>
  <mi>A</mi>
</math>, <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&part;</mi>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>&part;</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>&part;</mi>
    <mn>2</mn>
  </msub>
  <mo>&isin;</mo>
  <mi>Der</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>)</mo>
</math> and <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>m</mi>
  <mo>&isin;</mo>
  <mi>M</mi>
</math>,</p>

<p><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msub>
    <mi>&nabla;</mi>
    <mi>&part;</mi>
  </msub>
  <mo>(</mo>
  <mi>f</mi>
  <mi>m</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <mi>&part;</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>f</mi>
  <mo>)</mo>
  <mi>m</mi>
  <mo>+</mo>
  <mi>f</mi>
  <msub>
    <mi>&nabla;</mi>
    <mi>&part;</mi>
  </msub>
  <mo>(</mo>
  <mi>m</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>,</mo>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext>and</mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <msub>
    <mi>&nabla;</mi>
    <mrow>
      <msub>
        <mi>f</mi>
        <mn>1</mn>
      </msub>
      <msub>
        <mi>&part;</mi>
        <mn>1</mn>
      </msub>
      <mo>+</mo>
      <msub>
        <mi>f</mi>
        <mn>2</mn>
      </msub>
      <msub>
        <mi>&part;</mi>
        <mn>2</mn>
      </msub>
    </mrow>
  </msub>
  <mo>(</mo>
  <mi>m</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <msub>
    <mi>&nabla;</mi>
    <msub>
      <mi>&part;</mi>
      <mn>1</mn>
    </msub>
  </msub>
  <mo>(</mo>
  <mi>m</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>+</mo>
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mn>2</mn>
  </msub>
  <msub>
    <mi>&nabla;</mi>
    <msub>
      <mi>&part;</mi>
      <mn>2</mn>
    </msub>
  </msub>
  <mo>(</mo>
  <mi>m</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>.</mo>
</math></p>

<p>If <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mi>Ω</mi>
    <mn>1</mn>
  </msup>
  <mo>(</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>)</mo>
</math> is a reflexive <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>A</mi>
</math>-module then the connection <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&nabla;</mi>
</math> is determined by the map <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&part;</mi>
  <mo>&rarr;</mo>
  <msub>
    <mi>&nabla;</mi>
    <mi>&part;</mi>
  </msub>
</math> with the properties (a) and (b).</p>

<h3>Derivations</h3>

<p>Let <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>A</mi>
</math> be a ring and let <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>M</mi>
</math> be an <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mo>(</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>,</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>)</mo>
</math>-bimodule. A <em>derivation</em> is an <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>Fopf</mi>
</math>-linear map <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>part</mi>
  <mo>?</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>?</mo>
  <mi>M</mi>
</math> such that </p>

<p><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&part;</mi>
  <mo>(</mo>
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mn>2</mn>
  </msub>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <mi>&part;</mi>
  <mo>(</mo>
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mn>2</mn>
  </msub>
  <mo>)</mo>
  <mo>+</mo>
  <mi>&part;</mi>
  <mo>(</mo>
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <mo>)</mo>
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mn>2</mn>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <mspace width="1em"/>
  <mtext>for &nbsp;&nbsp;</mtext>
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mn>1</mn>
  </msub>
  <mo>,</mo>
  <msub>
    <mi>f</mi>
    <mn>2</mn>
  </msub>
  <mo>&isin;</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>.</mo>
</math></p>

<p>Let</p>

<p><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>I</mi>
  <mo>=</mo>
  <mi>I</mi>
  <mo>=</mo>
  <mi>ker</mi>
  <mrow>
    <mo>(</mo>
    <mtable>
      <mtr>
        <mtd>
          <mi>A</mi>
          <mo>&otimes;</mo>
          <mi>A</mi>
        </mtd>
        <mtd>
          <mo>&xrarr;</mo>
        </mtd>
        <mtd>
          <mi>A</mi>
        </mtd>
      </mtr>
      <mtr>
        <mtd>
          <msub>
            <mi>f</mi>
            <mn>1</mn>
          </msub>
          <mo>&otimes;</mo>
          <msub>
            <mi>f</mi>
            <mn>2</mn>
          </msub>
        </mtd>
        <mtd>
          <mo>&map;</mo>
        </mtd>
        <mtd>
          <msub>
            <mi>f</mi>
            <mn>1</mn>
          </msub>
          <msub>
            <mi>f</mi>
            <mn>2</mn>
          </msub>
        </mtd>
      </mtr>
    </mtable>
    <mo>)</mo>
  </mrow>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext>and</mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <mtable>
    <mtr>
      <mtd>
        <mi>d</mi>
        <mo>:</mo>
      </mtd>
      <mtd>
        <mi>A</mi>
      </mtd>
      <mtd>
        <mo>&xrarr;</mo>
      </mtd>
      <mtd>
        <mi>I</mi>
      </mtd>
    </mtr>
    <mtr>
      <mtd>
        <mi></mi>
      </mtd>
      <mtd>
        <mi>f</mi>
      </mtd>
      <mtd>
        <mo>&map;</mo>
      </mtd>
      <mtd>
        <mi>f</mi>
        <mo>&otimes;</mo>
        <mn>1</mn>
        <mo>–</mo>
        <mn>1</mn>
        <mo>&otimes;</mo>
        <mi>f</mi>
      </mtd>
    </mtr>
  </mtable>
  <mo>.</mo>
</math></p>

<p>Then <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>d</mi>
  <mo>:</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>&rarr;</mo>
  <mi>I</mi>
</math> is a derivation and if <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&part;</mi>
  <mo>:</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>&rarr;</mo>
  <mi>M</mi>
</math> is a derivation then there exists a unique <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mo>(</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>,</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>)</mo>
</math>-module map <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>ϕ</mi>
  <mo>:</mo>
  <mi>I</mi>
  <mo>&rarr;</mo>
  <mi>M</mi>
</math> such that <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>&part;</mi>
  <mo>=</mo>
  <mi>ϕ</mi>
  <mo>&compfn;</mo>
  <mi>d</mi>
</math>.</p>

<p><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mtable>
    <mtr>
      <mtd>
        <mi>A</mi>
      </mtd>
      <mtd>
        <mover>
          <mo>&xrarr;</mo>
          <mi>&part;</mi>
        </mover>
      </mtd>
      <mtd>
        <mi>M</mi>
      </mtd>
    </mtr>
    <mtr>
      <mtd>
        <mstyle scriptlevel="+1">
          <mi>d</mi>
        </mstyle>
        <mstyle scriptlevel="-1">
          <mo>↓</mo>
        </mstyle>
      </mtd>
      <mtd>
        <mstyle scriptlevel="-1">
          <mo>&nearr;</mo>
        </mstyle>
        <mstyle scriptlevel="+1">
          <mi>ϕ</mi>
        </mstyle>
      </mtd>
      <mtd>
        <mi></mi>
      </mtd>
    </mtr>
    <mtr>
      <mtd>
        <mi>I</mi>
      </mtd>
      <mtd>
        <mi></mi>
      </mtd>
      <mtd>
        <mi></mi>
      </mtd>
    </mtr>
  </mtable>
  <mspace width="2em"/>
  <mtext>In other words, </mtext>
  <mspace width="2em"/>
  <mi>Der</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>,</mo>
  <mi>M</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <msub>
    <mi>Hom</mi>
    <mrow>
      <mi>A</mi>
      <mo>&otimes;</mo>
      <mi>A</mi>
    </mrow>
  </msub>
  <mo>(</mo>
  <mi>I</mi>
  <mo>,</mo>
  <mi>M</mi>
  <mo>)</mo>
</math>.</p>

<p>If <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>A</mi>
</math> is commutative and <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>M</mi>
</math> is an <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>A</mi>
</math>-module then <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>M</mi>
</math> is an <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mo>(</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>,</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>)</mo>
</math>-bimodule on which <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>I</mi>
</math> acts by <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mn>0</mn>
</math> (since <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mo>(</mo>
  <mi>f</mi>
  <mo>&otimes;</mo>
  <mn>1</mn>
  <mo>–</mo>
  <mn>1</mn>
  <mo>&otimes;</mo>
  <mi>f</mi>
  <mo>)</mo>
  <mi>m</mi>
  <mo>=</mo>
  <mi>fm</mi>
  <mo>–</mo>
  <mi>mf</mi>
  <mo>=</mo>
  <mn>0</mn>
</math>). In fact, since the multiplication map <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>A</mi>
  <mo>&otimes;</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>&rarr;</mo>
  <mi>A</mi>
</math> is surjective, <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>A</mi>
  <mo>&otimes;</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>&otimes;</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>/</mo>
  <mi>I</mi>
</math> and <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>A</mi>
</math>-modules are the same thing as <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>A</mi>
  <mo>&otimes;</mo>
  <mi>A</mi>
</math>-modules on which <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>I</mi>
</math> acts by 0, and (*) becomes</p>

<p><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>Der</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>,</mo>
  <mi>M</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <msub>
    <mi>Hom</mi>
    <mrow>
      <mi>A</mi>
      <mo>&otimes;</mo>
      <mi>A</mi>
    </mrow>
  </msub>
  <mo>(</mo>
  <mi>I</mi>
  <mo>,</mo>
  <mi>M</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <msub>
    <mi>Hom</mi>
    <mi>A</mi>
  </msub>
  <mo>(</mo>
  <mi>I</mi>
  <mo>/</mo>
  <msup>
    <mi>I</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  <mo>,</mo>
  <mi>M</mi>
  <mo>)</mo>
</math>.</p>

<p>Thus, <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>Der</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>)</mo>
</math> is dual to the space <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mi>&Omega;</mi>
    <mn>1</mn>
  </msup>
  <mo>=</mo>
  <mi>I</mi>
  <mo>/</mo>
  <msup>
    <mi>I</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
</math> of <em>1-forms</em> for <math
xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>A</mi>
</math>,</p>

<p> <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>Der</mi>
  <mo>(</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>)</mo>
  <mo>=</mo>
  <msub>
    <mi>Hom</mi>
    <mi>A</mi>
  </msub>
  <mo>(</mo>
  <msup>
    <mi>&Omega;</mi>
    <mn>1</mn>
  </msup>
  <mo>,</mo>
  <mi>A</mi>
  <mo>)</mo>
</math>.</p>

<p></p>
</body>
</html>
