n实验室可表示函子

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想法

对于局部小类别 CC,一个预切CC或等效a函子

F类:C 操作设置F: C^{op}\设置

相反类别属于CC值在中设置可代表的如果是的话自然同构的人-叛徒 小时 X:=霍姆 C(,X):C 操作设置h_X:=\hom_C(-,X):C^{op}\设置,它发送一个对象U型C单位:C霍姆塞特 霍姆 C(U型,X)Hom_C(U,X)在里面CC

并发送一个同构 α:U型U型\阿尔法:U’到U在里面CC功能发送每个态射U型XU到X到复合材料U型αU型XU'\stackrel{\alpha}{\to}U\toX

如果我们想象霍姆 C(U型,X)Hom_C(U,X)作为如上所述的形态链,然后是形态α:U型U型\阿尔法:U’到U用于从霍姆 C(U型,X)Hom_C(U,X)霍姆 C(U型,X)Hom_C(U’,X),即。

小时 Xα:霍姆 C(U型,X)霍姆 C(U型,X).h_X\alpha:Hom_C(U,X)到Hom-C(U',X)。

对象XX是唯一确定的,最多可达同构在里面CC,称为表示对象对于F类F类.

可代表性是范畴理论伴随函子并发送至米田引理。这是通用属性因此,例如“限制”, “上极限”, “指数对象”, “Kan扩展“等等都是自然地用表示对象来表达的。这一概念渗透到了代数几何和代数拓扑学中。

定义

在普通范畴理论中

对于函子F类:C 操作设置F: C^{op}\设置(也称为预切CC),一个表示属于F类F类是指定的自然同构

θ:高阶模 C(,c(c))F类\θ:\hom_C(-,C)\stackrel{\sim}{\to}F

米田引理,任何此类转换θ(同构与否)由元素唯一决定ξF类(c(c))\F(c)中的xi\如上所述,对象c(c)c(c)被称为表示对象(或者经常,通用对象)的F类F类、和元素ξ\十一被称为通用元件对于F类F类。同样,它来自米田引理那一对(c(c),ξ)(c,\xi)是唯一确定的,直到唯一同构。

根据Yoneda引理的证明,可表示性正是指:给定任何对象x个x个属于CC和任何元素αF类(x个)\F(x)中的α,存在唯一的态射(f):x个c(c)f: x\到c这样,函数F类((f))F(F)带有通用元件ξF类(c(c))\F(c)中的xi\αF类(x个)\F(x)中的α这样一个干巴巴的公式并没有传达出这一概念的非凡力量,只有通过无数的例子来说明这一点。

抽象地说,是一种预兆F类F类当且仅当它允许相对于的左伴随函子1:1设置1\colon\mathbf 1\设置来自终端类别,选择终端对象在里面设置.表示对象是通过在唯一对象处计算左相对伴随来给出的1\mathbf 1型.

在丰富范畴理论中

上述定义直接概括为丰富范畴理论.

V(V)V(V)成为闭单群范畴CCV(V)V(V)-丰富的类别.

然后针对每个对象c(c)Cc \以c表示有一个V(V)V(V)-富足函子

C(c(c),):CV(V)C(C,-):C至V

CCV(V)V(V)通常被视为V(V)V(V)-丰富的类别.

这是定义的

  • 对象上的C(c(c),):d日C(c(c),d日)V(V)C(C,-):d映射到V中的C(C、d)

  • 关于之间的语态d日d日d日d’通过

C(c(c),) d日,d日:C(d日,d日)[C(c(c),d日),C(c(c),d日)],C(C,-)_{d,d'}:C(d,d')\到[C(C,d),C(C、d')]\,,

成为辅助合成态射

c(c),d日,d日:C(d日,d日)C(c(c),d日)C(c(c),d日).\circ_{c,d,d'}:c(d,d')\otimes c(c,d)\ to c(c、d')\,.

A类V(V)V(V)-富足函子F类:CV(V)F:C\至V可代表的如果有c(c)Cc \以c表示和aV(V)V(V)-富集自然转化 η:F类C(c(c),)\eta:F\到C(C,-).

如果V(V)V(V)对称单体可以形成相反类别 C 操作C^{op}对可表示函子有类似的定义F类:C 操作V(V)F:C^{op}\到V.

在高等范畴理论中

可表示函子的概念在高等范畴理论.

在同伦型理论中

讨论范畴理论 同伦型理论:

命题

(可代表性只是一个命题)
如果A类A类是一个单价类别,则类型“F是可表示的”是纯粹命题.

这是中的定理9.5.9HoTT手册.
证明

根据定义,“F是可表示的”只是 0\马特布夫{y} _0(0)结束F类F类。自 0\马特布夫{y} _0(0)是推论9.5.7在HoTT书中的嵌入(参见米田引理),这种纤维只是一个命题。

示例

关于可表示函子示例的中心点是:

可表示函子无处不在.

在相当程度上,范畴理论都是关于可表示函子和其他函子通用结构:Kan扩展,伴随函子,限制,这些都是可表示函子的特例,而可表示函元是这些函子的特殊情况。

在中列出了可表示函子的示例范畴理论很像列出的示例完整的中的分析:可以而且确实可以用这些来填满书籍。(事实上,这个类比比普通人看到的要多:看共同(coend)更多信息)。

记住这一点,我们确实列出了一些特殊情况和特殊类别的示例,这些示例非常有用。但任何列表都必然是极其不完整的。

限制

如果F类:J型CF: J至C是一个图表在里面CC,我们得到一个图高阶模 C(,F类()):J型设置 C 操作\hom_C\big(-,F(-)\big)\,\冒号\,J\到集合^{C^{op}}在中函子范畴(预切类别)设置 C 操作设置^{C^{op}}作为F类F类配咖喱人-叛徒 C设置 C 操作C\到\设置^{C^{op}}(该Yoneda嵌入). 反对者的态度限制此图的设置也就是函子C 操作设置C^{op}\到\设置发送对象c(c)Cc \以c表示到作为图表极限的集合高阶模 C(c(c),F类()):J型设置\hom_C\big(C,F(-)\big)\,\冒号\,J\到\集,在该图中是可表示的F类F类在中有一个限制CC事实上,该极限函子的表示对象正好是F类\限制F,然后我们获得自然同构

j个J型高阶模 C(,F类(j个))高阶模 C(,j个J型F类(j个))\低于{\低于{j中的j}{\长左箭头}}{\lim}\; \hom_C\大(-,F(j)\大)\;\刚果\;\hom_C\大(- ,\,\低于{\低于{j中的j}{\langleftarrow}{\langleftarrow}}{\lim}F(j)\大)

(请参阅hom-functor保持极限).

产品

例如产品,让c(c),d日c、 d日成为…的对象CC,并考虑家庭主妇

高阶模 C(,c(c))×霍姆 C(,d日):C 操作设置;\hom_C(-,C)\times\hom_C(-,d):C^{op}\到集合;

也就是说,接受对象的函子x个x个属于CC到集合高阶模 C(x个,c(c))×高阶模 C(x个,d日)\hom_C(x,C)\次\ hom_C(x,d).一种产品c(c)×d日c\倍d正是这个预设的代表或通用对象,其中通用元素正是一对投影映射

(π c(c),π d日)高阶模(c(c)×d日,c(c))×高阶模(c(c)×d日,d日)(\pi_c,\pi_d)\in\hom(c\times d,c)\times\hom(c \times d,d)

我们让读者检查一下这里的可表示性是否恰好意味着给定一对地图

((f),)霍姆(x个,c(c))×高阶模(x个,d日)(f,g)\in\hom(x,c)\times\hom(x,d)

中存在唯一的元素高阶模(x个,c(c)×d日)\hom(x,c\乘以d),表示(f),\兰格f,g,因此

π c(c)(f),=(f)π d日(f),=.\pi_c\langle f,g\rangle=f\qquad\pi_d\langle f,g\rangle=g。

加权限制

上述示例有一个重要的简单概括。

注意函子上的极限H(H):J型设置H:J\设置只是圆锥体s结束H(H)H(H)谁的小费是重点

H(H)=[J型,设置](Δ,H(H))lim H=[J,设置](\Delta pt,H)

上述表达式高阶模 C(,F类)\lim\hom_C(-,F)可以等效地重写为[J型,设置](Δ,C(,F类()))[J,集合](Delta pt,C(-,F(-)).替换此表达式中的常量终端函子Δ:J型设置\增量pt:J\到集合由任何其他函子引出加权限额,如上所述。

指数对象

假设CC是一个允许有限乘积的范畴;给定对象c(c),d日c、 d日,考虑一下预处理

高阶模 C(×c(c),d日):C 操作设置.\hom_C(-\次C,d):C^{op}\设置。

此预兆的代表或通用对象是指数对象 d日 c(c)天^c通用元件

e(电子)高阶模 C(d日 c(c)×c(c),d日)e \ in \ hom_C(d ^C \ times C,d)

是一个名为评价地图评估:d日 c(c)×c(c)d日评估:d^c\次c\到d.

分类捆绑包

考虑一个类别顶部顶部“nice”空间(只是为了解决讨论问题,让我们说仿紧空间,尽管这是一个技术点)和拓扑组G公司G公司其中,即顶部顶部.有预兆

G公司本德:顶部 操作设置G\Bund:顶部^{op}\设置

分配给每个空间的XX同构类的集合G公司G公司-捆束超过XX,并指定给每个连续映射(f):XY(Y)f: X \到Y函数

G公司本德((f)):G公司本德(Y(Y))G公司本德(X)G\Bund(f):G\Bunda(Y)到G\Bund(X)

携带(a类)G公司G公司-束E类Y(Y)E到Y回拉束的(类)(f) *E类Xf^*E\到X众所周知,拉回结构对于同伦变形是不变的;也就是说,这个前缀下降到同伦范畴,

G公司本德: 顶部 操作设置.G\Bund:Ho_{Top}^{op}\到Set。

A类分类空间 G公司\马查尔{B} G公司正是这个函子的表示对象;通用元素是(同构类)分类G公司G公司-束[π:G公司G公司][\pi:\mathcal公司{E} G公司\到\马塔尔{B} 克].

这些一般性的考虑在代数拓扑学中非常常见,例如在广义上同调理论和谱之间的联系中;参见Brown的可表示性定理。

工具书类

早期账户:

关于可表示函子的讨论丰富范畴理论在第1.6节和第1.10节

对可表示函子和函子表示之间的差异进行了查询讨论在这里.

上次修订时间:2023年12月10日15:15:24。请参阅历史获取所有贡献的列表。