n实验室内函子的代数

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范畴理论

代数

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想法

内函子上的代数就像一个单子上的代数,但没有概念结合性(考虑到这一点)内函子没有配备乘法运算,因此单子).

定义

定义

对于类别 C类C类内函子 F类F类,一个代数(或模块)第页,共页F类F类是一个对象 X(X)X(X)在里面C类C类和a同构 α:F类(X(X))X(X)\α\冒号F(X)\至X. (X(X)X(X)被称为载体代数的)

A类同态在两个代数之间(X(X),α)(X,\alpha)(Y(Y),β)(Y,β)属于F类F类是一个态射:X(X)Y(Y)m\冒号X\至Y在里面C类C类如下所示平方通勤:

F类(X(X)) F类() F类(Y(Y)) α β X(X) Y(Y).\数组{F(X)& \重叠{F(m)}{\longrightarrow}& F(Y)\\ \数学重叠{{}^{\alpha}}\big\向下箭头&& \大\下箭头\mathrlap{{}^{beta}}\\ X(X)& \下置{m}{\右箭头}(&Y)}\,.

组成代数的这种同态由潜在的中的形态C类C类。这将产生类别属于F类F类-代数,带有遗忘函子C类C类.

备注

双重概念是内函子的余代数上内函子的代数和余代数C类C类是的特殊情况双模代数.

如果F类F类是一个指向内函子带点η:身份证件F类\eta:Id\到F,然后通过代数对于F类F类one通常表示点代数,即:αη X(X)=身份证件 X(X)\alpha\circ\eta_X=id_X.

属性

单子上代数的关系

范畴理论家,单子上的代数可能比代数更熟悉内函子。事实上,当C类C类F类F类表现良好,则内函子上的代数F类F类等价于某个单子上的代数无代数单体由生成F类F类(皮罗格,Gambino-Hyland 04第6节).

这类似于行动 M(M)×B类B类M\次B\到B幺半群 M(M)M(M)和a二进制函数 A类×B类B类A\乘以B\到B(一个动作设置):这样的函数与自由幺半群 A类 *A类^*B类B类.

回到内函子的情况,一般的说法是:

提议

这个类别内函子代数的F类:𝒞𝒞F\colon\mathcal{C}\to\mathcal{C}相等的到类别代数无代数单体F类F类,如果存在。

实际上,这个命题只是对“无代数单体”一词的定义。如果F类F类有一个无代数的单子,表示为F类 *F类^*然后特别是健忘函子F类阿尔戈C类F算法\to C有一个左伴随、和F类 *F类^*monad开着吗C类C类由此生成附加相反,如果存在这样一个左伴随,那么它生成的单子是代数无关的F类F类; 有关直接的证明,请参见示例(皮罗格). 代数自由单子的显式构造归纳类型如下所示。

C类C类是一个本地可呈现类别F类F类是一个可及函子; 看见自由代数的超限构造.

备注

结果是一个无代数的单子F类F类也是自由的从某种意义上说,它从F类F类相对于遗忘函子单子内函子然而,反过来也不一定是真的:在这种意义上,自由单子不一定是代数自由的。C类C类完成然而。

对于点内函子上的点代数,完全类似的事实是成立的。

与归纳类型的关系

这个内函子的初始代数提供范畴语义学对于归纳类型.

代数自由单子的构造可以用这种初始代数的语言来描述。假设C类C类是一个具有副产品和F类:C类C类F: C\至C是内函子。F类F类-alg公司alg公司属于F类F类-代数,让U型:F类-alg公司C类U: F\text格式{-}铝\至C做一个惯常健忘的模仿者。A类左伴随U型U型然后取一个对象d日d日属于C类C类到初始代数Φ(d日)\Phi(d)内函子的c(c)d日+F类(c(c))c \mapsto d+F(c),前提是该初始代数存在。对于,通过常用的逗号类别描述(参见示例伴随函子定理),Φ(d日)\Phi(d)初始对象类别的(d日U型)(d\向下箭头U)。但是(d日U型)(d\向下箭头U)是三元组(c(c),α:F类(c(c))c(c),β:d日c(c))(c,α:F(c)到c,β:d到c),相当于一对(c(c),γ:d日+F类(c(c))c(c))(c,γ:d+F(c)到c),相当于c(c)d日+F类(c(c))c \mapsto d+F(c)。因此,初始对象为(d日U型)(d\向下箭头U)是内函子的初始代数。

这个单子代数自由monad的结构F类 *=U型ΦF^\ast=U\Phi可以直接从这个初始代数描述中提取。这在皮罗格。例如,描述乘法μ:F类 *F类 *F类 *\mu:F^\ast到F^\asp,让d日d日成为对象;然后F类 *d日F^\ast天具有代数结构[,θ]:d日+F类(F类 *d日)F类 *d日[i,\theta]:d+F(F^\ast d)到F^\last d因此,它也具有内函子上的代数结构c(c)F类 *d日+F类(c(c))c\mapsto F^\ast d+F(c),即[1,θ]:F类 *d日+F类(F类 *d日)F类 *d日[1,\theta]:F^\ast d+F(F^\asp d)到F^\last d.但自从F类 *F类 *d日F ^ \ast F ^ \ ast d是单子的初始代数c(c)F类 *d日+F类(c(c))c\mapsto F^\ast d+F(c),我们得到了一个唯一的代数映射F类 *F类 *d日F类 *d日F^\ast F^\asp d\到F^\last d。这是组件μ d日\多个(_d)单子乘法。

工具书类

有关基本理论的教科书说明见第十章属于

与的关系自由单子在中进行了讨论

最后一次修订时间为2022年11月2日14:27:35。请参阅历史获取所有贡献的列表。