n实验室基础良好的余代数

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概念基础良好的余代数是由于保罗·泰勒(有格哈德·奥修斯作品的先例)。我们的账户主要基于(Taylor,第6.3节))在他的论文上一般递归定理,尽管在某些情况下,我们使用的假设略有不同。

定义

C类C类成为有限完全范畴,并让T型T型成为内函子C类C类。我们假设T型T型绷紧的即保存拉回属于单态(保存限制属于科斯潘其中一个cospan箭头是一元论的). 特别是,这意味着T型T型保存单糖。要记住的一个有用的例子是协变幂集函子P(P):设置设置P: 设置\为设置.

定义

θ:X(X)T型X(X)\θ:X到T X成为T型T型-联合布拉格上的结构X(X)X(X).A型子对象 :U型X(X)i: U \钩右箭头X在里面C类C类θ-感应的如果在拉回中

小时 j个 X(X) θ T型U型 T型 T型X(X)\阵列{H&\stackrel{j}{\到}&X\\\向下箭头&&\向下箭头^\mathrlap{\theta}\\T U下设{Ti}{\到}(&T X)}

地图j个j个因素通过(请注意j个j个是monic,因为T型T型保存monos)。

一个联合体(X(X),θ)(X,θ)有充分根据的如果的唯一归纳子对象X(X)X(X)X(X)X(X)自身。

例子:假设X(X)X(X)是内函子的初始代数T型T型,带有代数结构图α:T型X(X)X(X)\α:T X至X根据兰贝克定理,α\阿尔法是可逆的,所以X(X)X(X)带有余代数结构θ=α 1:X(X)T型X(X)\θ=\alpha^{-1}:X\到T X很容易检查归纳子对象是否给出子代数:U型X(X)i: U到X,但初始代数的子代数必须是初始代数本身。因此(X(X),θ)(X,θ)有充分的理由。

在本文中,我们的目标是证明一个人可以在建立良好的余代数的抽象上下文中执行归纳论点和递归构造。一个有趣的挑战是精确地确定地图递归构造的含义ϕ:X(X)A类\φ:X至A,问题是显示如何构建ϕ从地上往下看。态射递归构造中的阶段将是部分地图,通常定义为跨度

D类 (f) A类 B类\阵列{&&D&&(&D)\\&^\mathllap{i}\swarrow&&\searrow^\mathrlap{f}\\A&&&B公司}

其中的箭头一元论的.部分映射的合成受跨度合成的影响,对于跨度合成,我们只需要有限的余完备(我们不需要C类C类成为一名常规类别,就像我们在A类A类B类B类). 请注意,自T型T型保留了monos的回退,它将部分映射带到部分映射,还保留了部分映射合成。

我们用虚线箭头表示部分映射

(f):A类B类f: A\仪表板右箭头B

(通常没有明确提及域名D类D类属于(f)(f)),有时用鱼叉符号表示。

与初始代数的联系

一种构建内函子的初始代数,(X(X),α:T型X(X)X(X))(X,α:T X到X),是通过先构造一些固定点属于T型T型也就是说,一个对象Y(Y)Y(Y)与同构一起ξ:Y(Y)T型Y(Y)\xi:Y\cong T Y(例如,它可能是末端余代数,其存在有时很容易确定。)然后,在内部Y(Y)Y(Y)考虑基础良好的子代数系统ξ\xi(西)。假设这个系统存在,它的colimit将是初始代数。(更多理论将在此处开发。)

与初始代数的联系更进一步。首先,首字母T型T型-代数是一个皮亚诺T型T型-代数根据以下定义:

定义

A类T型T型-代数(X(X),α:T型X(X)X(X))(X,α:T X到X)半豌豆如果每隔T型T型-子代数包含 :Y(Y)X(X)i: Y\挂钩箭头X是同构,并且皮亚诺如果另外α\阿尔法是一种同构。

如果X(X)X(X)是首字母,并且:Y(Y)X(X)i: Y到X是子代数,则有唯一的代数映射第页:X(X)Y(Y)r: X到Y、和第页=1 X(X):X(X)X(X)i r=1_X:X\到X通过首字母,从哪里第页=i r i=i然后第页=1 Y(Y):Y(Y)Y(Y)r i=1_Y:Y\到Y作为是monic。因此,初始代数是半Peano,并且根据Lambek定理是Peano。

其次,函子T型:E类E类T: E至E诱导,对于任何对象X(X)X(X)属于E类E类,片之间的函子T型 *:E类/X(X)E类/T型X(X)T_\ast:E/X\至E/T X,所以如果(X(X),θ:X(X)T型X(X))(X,θ:X到T X)是余代数,我们可以在上形成内函子E类/X(X)电子/X:

E类/X(X)T型 *E类/T型X(X)θ *E类/X(X)E/X\stackrel{T_\ast}{\longrightarrow}E/T X\stackerel{\theta^\ast}{\longlightarrow}E/X

当然还有终端对象1 X(X):X(X)X(X)1_X:X\至X是自动且唯一的θ *T型 *\θ^\ast T_\ast-代数。接下来的两个命题紧接着是归纳子对象和有根据的余代数的定义:

提议

子对象:U型X(X)i: U到XT型T型-联合布拉格(X(X),θ)(X,θ)是感应式的是一个θ *T型 *\θ^\ast T_\ast-终端对象的子代数1 X(X)1_X(_X)属于E类/X(X)电子/X.

提议

A类T型T型-联合布拉格X(X)X(X)当航站楼θ *T型 *\θ^\ast T_\ast-代数1 X(X)1_X(_X)是半皮亚诺。

示例

资金充足的关系

基础充分的联盟概念的原型是基础充分的关系,这与协变幂集函子上的一个有充分依据的余代数基本相同P(P):设置设置P: 设置\为设置。简而言之,二进制关系 \预充电在一个集合上X(X)X(X)对应于余代数θ:X(X)P(P)X(X)\θ:X\到PX,通过说x个y\前x当且仅当θ(x个)y英寸θ(x)。请参阅基础良好的关系了解更多信息。

本文的大部分结构都以这个典型案例为背景进行了检查,得到了很好的说明。

归纳和递归

“一个证明事物依据归纳; 定义事物依据递归“这句口号不仅仅是卖弄学问;它旨在强调这些过程之间的差异。

A类证明通过归纳法,可以说是财产谓语 R(右)(x个)R(x)哪里x个x个随域变化X(X)X(X),继续显示子对象:U型X(X)i: U \钩右箭头X由定义R(右)R(右)是关于上的关系的归纳子集X(X)X(X)。由此可见R(右)R(右)普遍适用于X(X)X(X)如果关系是有根据的。同样的习语更普遍地适用于基础良好的余代数。

另一方面,递归构造涉及附属国在施工的前几个阶段。典型的应用是定义映射(f):X(X)A类f: X至A通过对基础良好的关系进行递归,其中(f)(x个)f(x)分三个阶段进行规定:

  • 考虑收集θ(x个)={:x个}\θ(x)=\{y:y \ prec x \}前面所有元素的x个x个;

  • 传递给值(f)()f(y)在构造的早期定义,给出一个子集P(P)((f))(θ(x个))={(f)():x个}P(f)(θ(x))={f(y):y\precx\}属于A类A类;

  • 应用给定操作ϕ:P(P)(A类)A类\φ:P(A)至A到这个子集(P(P)((f))θ)(x个)(P(f)\circ\theta)(x),以获得(f)(x个)f(x).

在最后一步中,操作只能在上部分定义P(P)(A类)P(甲)事实上,地图(f)(f)其本身可能只是部分定义的;(f)(x个)f(x)仅在以下情况下定义ϕ((P(P)((f))θ)(x个))\φ((P(f)\circ\theta)(x))定义为“当我们要求时”。

归纳论点用于表明(f)(f)就其定义而言,是唯一确定的。唯一确定(f)(f)(当然,在它存在的范围内)

(f)=ϕP(P)((f))θ.f=\phi\circ P(f)\circ\theta。

出租x个\向下箭头x表示元素的向下闭合x个X(X)x中的x关于\前c(和包含x个x个),然后我们可以组成集合

{x个X(X): :x个A类(=ϕP(P)()θ)}\{x\在x:\exists_{g:\向下箭头x\到A}(g=\phi\circ P(g)\circ\theta)\}

地图从哪里存在(f):X(X)A类f: X至A满足递归方程确实可以通过诉诸归纳论点来证明。

但是,请注意,此集合是由中的构造定义的相依型理论对于其他类别C类C类,我们可能无法奢侈地解释依赖类型,因此将递归与归纳混为一谈是不对的。

然而,人们确实可以用相当大的通用性证明基础完备余代数的归纳原理和递归定理;这将在以下几节中介绍。

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上次修订时间:2016年1月31日21:46:56。请参阅历史获取所有贡献的列表。