Mathematical concept
数学 の一分野である 圏論 において、 極限 という抽象概念は、 積 、 引き戻し 、 逆極限といった普遍構成の 本質 的な性質を捉える 。双対的な余極限 の 概念は、 素和 、 直和 、 余積 、 押し出し 、 直極限 といった構成を一般化する 。
極限と余極限は、強く関連した普遍性 や 随伴関手 といった概念と同様に 、高度な抽象度で存在します。これらを理解するには、まずこれらの概念が一般化しようとしている具体的な例を研究することが有用です。
意味
カテゴリ の極限と余極限は 、 の図式によって定義されます 。正式には、 の形をした 図式 は から への 関手 です 。
C
{\displaystyle C}
C
{\displaystyle C}
J
{\displaystyle J}
C
{\displaystyle C}
J
{\displaystyle J}
C
{\displaystyle C}
F
:
J
→
C
.
{\displaystyle F:J\to C.}
カテゴリは インデックス カテゴリ として考えられ 、図は をパターン化した オブジェクトと 射の コレクションをインデックスするものと考えられています 。
J
{\displaystyle J}
F
{\displaystyle F}
C
{\displaystyle C}
J
{\displaystyle J}
最も関心を引くのは、圏が小さい 、あるいは 有限 圏である 場合です 。図が 小さい 、あるいは 有限で あると言われるのは、いつでも その場合です。
J
{\displaystyle J}
J
{\displaystyle J}
制限
カテゴリ における 図形 の図式とします 。 へ の 円錐 は の対象と、 の 対象で添字付けされた 射の 族を組み合わせたもので 、 の任意の射に対して が 成り立ち ます 。
F
:
J
→
C
{\displaystyle F:J\to C}
J
{\displaystyle J}
C
{\displaystyle C}
F
{\displaystyle F}
N
{\displaystyle N}
C
{\displaystyle C}
ψ
{\displaystyle \psi }
ψ
X
:
N
→
F
(
X
)
{\displaystyle \psi _{X}:N\to F(X)}
X
{\displaystyle X}
J
{\displaystyle J}
f
:
X
→
Y
{\displaystyle f:X\to Y}
J
{\displaystyle J}
F
(
f
)
∘
ψ
X
=
ψ
Y
{\displaystyle F(f)\circ \psi _{X}=\psi _{Y}}
図の 極限 は への 円錐であり、 への すべて の円錐に対して の すべて の に対して となる 一意の 射が 存在する 。
F
:
J
→
C
{\displaystyle F:J\to C}
(
L
,
ϕ
)
{\displaystyle (L,\phi )}
F
{\displaystyle F}
(
N
,
ψ
)
{\displaystyle (N,\psi )}
F
{\displaystyle F}
u
:
N
→
L
{\displaystyle u:N\to L}
ϕ
X
∘
u
=
ψ
X
{\displaystyle \phi _{X}\circ u=\psi _{X}}
X
{\displaystyle X}
J
{\displaystyle J}
ユニバーサルコーン
錐 は、 唯一の因数分解を持つ 錐 を通して因数分解されると言われています 。この射は 媒介射と 呼ばれることもあります 。
(
N
,
ψ
)
{\displaystyle (N,\psi )}
(
L
,
ϕ
)
{\displaystyle (L,\phi )}
u
{\displaystyle u}
u
{\displaystyle u}
極限は普遍的な性質 (詳細は後述) を持つため、 普遍錐 とも呼ばれます。他の普遍的な性質と同様に、上記の定義は一般性のバランスの取れた状態を表しています。 つまり、極限対象は、あらゆる錐がそれを因数分解できるほど十分に一般化されている必要があります。一方で、あらゆる錐に対してそのような因数分解が 1つ しか存在しないほど十分に具体的である必要があります 。
L
{\displaystyle L}
L
{\displaystyle L}
極限は、 F への 円錐のカテゴリ 内の 終端オブジェクト として特徴付けることもできます 。
図式に極限が全く存在しないこともあり得る。しかし、もし図式に極限が存在するならば、その極限は本質的に一意である。すなわち、同型写像が唯一である点を除いて一意である 。 この ため 、しばしば F の極限 と 呼ばれる。
余極限
極限と錐の双対 概念は 、余極限と余錐である。これらの定義は、上記の定義におけるすべての射を反転させることで簡単に得られるが、ここでは明示的に述べる。
図の 余錐 は 射の族とともに
ある 対象である
F
:
J
→
C
{\displaystyle F:J\to C}
N
{\displaystyle N}
C
{\displaystyle C}
ψ
X
:
F
(
X
)
→
N
{\displaystyle \psi _{X}:F(X)\to N}
の あらゆる対象に対して、 の あらゆる射に対して が 成り立つ 。
X
{\displaystyle X}
J
{\displaystyle J}
f
:
X
→
Y
{\displaystyle f:X\to Y}
J
{\displaystyle J}
ψ
Y
∘
F
(
f
)
=
ψ
X
{\displaystyle \psi _{Y}\circ F(f)=\psi _{X}}
図の 余 極限と は、の 余錐であり、 の 他の任意の余錐に対して、 内の すべての に対して となる 一意の射が存在するようなものである 。
F
:
J
→
C
{\displaystyle F:J\to C}
(
L
,
ϕ
)
{\displaystyle (L,\phi )}
F
{\displaystyle F}
(
N
,
ψ
)
{\displaystyle (N,\psi )}
F
{\displaystyle F}
u
:
L
→
N
{\displaystyle u:L\to N}
u
∘
ϕ
X
=
ψ
X
{\displaystyle u\circ \phi _{X}=\psi _{X}}
X
{\displaystyle X}
J
{\displaystyle J}
ユニバーサルココーン
余極限は普遍余錐 とも呼ばれる。 余錐 は からの余錐の圏 における 始対象 として特徴付けられる 。
F
{\displaystyle F}
極限と同様に、図に 余極限がある場合、この余極限は一意の同型性を除いて一意です。
F
{\displaystyle F}
バリエーション
極限と余極限は、図を使わずにオブジェクトと射のコレクションに対して定義することもできます。定義は同じです(上記の定義では、における射の合成を使用する必要がなかったことに注意してください )。ただし、このバリエーションでは新しい情報は追加されません。任意のオブジェクトと射のコレクションは、(おそらく大きな) 有向グラフ を定義します。が生成する 自由 カテゴリ をとれば、 その像に が含まれる 普遍図が存在します 。この図の極限(または余極限)は、元のオブジェクトと射のコレクションの極限(または余極限)と同じです。
J
{\displaystyle J}
G
{\displaystyle G}
J
{\displaystyle J}
G
{\displaystyle G}
F
:
J
→
C
{\displaystyle F:J\to C}
G
{\displaystyle G}
弱極限 と 弱余極限は 、媒介射の一意性プロパティが削除されることを除いて、極限と余極限と同様に定義されます。
例
制限
極限の定義は、実務上有用な様々な構成を包含できるほど一般化されている。以下では、図式 F : J → Cの極限 ( L , φ )
を考える 。
終端対象 。J が空圏である場合、 J の形をした図式はただ一つ、すなわち空図式(集合論における空関数に類似)のみが存在する 。 空 図式 の錐は本質的に Cの対象に過ぎない 。F の極限 は、他のすべての対象によって一意に因数分解される任意の対象である。これは終端対象 の定義に過ぎない 。
積 。J が離散圏であるならば 、 図式 F は 本質 的に J で添え字付けされた C の対象の 族 に他ならない。Fの 極限 L はこれらの対象の 積 と呼ばれる 。円錐 φは、積の 射影 と呼ばれる射影の族 φ X : L → F ( X ) 。 例えば集合の圏 では、積は 直積 で与えられ、射影は様々な因子への自然な射影に過ぎない。
べき乗 。積の特別なケースとして、図式 Fが C の オブジェクト Xへの 定数関数 である場合が挙げられます 。この図式の極限は X の J 乗 と 呼ばれ、 X J と表記されます。
イコライザー 。J が 2つの対象と、一方の対象から他方の対象への2つの平行射を持つ圏である場合、 Jの形をした図式は C における平行射のペアである このような図式の 極限 L は、それらの射の イコライザー と呼ばれる。
カーネル 。 カーネル はイコライザーの特殊なケースであり、その射の 1 つが ゼロ射 です。
プルバック 。F を C から 3 つの対象X 、 Y 、 Z を取り出す図式とする 。ここで、 非恒等射は f : X → Z と g : Y → Z のみである。Fの 極限 Lは プルバック または ファイバー積 と呼ばれる 。これは可換平方 としてうまく視覚化できる 。
逆極限 。J を 有向集合 ( i ≥ j のときに 限り、 i → j へ の矢印を追加することで小さな圏として考える )とし、 F : J op → C を図式とする。F の極限は 逆極限 または 射影極限 と呼ばれる 。
J = 1 、つまり単一の対象と射を持つ圏の場合、形 J の図式は本質的に C の 対象 Xに等しい。対象 X への錐は、余領域 X を持つ射に等しい 。射 f : Y → X が図式 X の極限となるのは、 f が 同型 となる 場合のみである 。より一般的には、 J が 初期対象 i を持つ任意の圏の場合、形 J の任意の図式には 極限、すなわち F ( i ) と同型の任意の対象が存在する。このような同型は、 F への普遍錐を一意に決定する 。
位相的極限。関数の極限は フィルタの極限 の特殊なケースであり 、カテゴリカルな極限と以下のように関連している。 位相空間 Xが与えられ、 X 上のフィルタの集合を F で表し 、 x ∈ X を点、 V ( x ) ∈ F を x の 近傍フィルタ 、 A ∈ F を 特定のフィルタ、 Aよりも細かく x に収束する フィルタの集合とする 。フィルタ Fには、 A ⊆ B の場合にのみ、矢印 A → B を追加することで、小さく薄いカテゴリ構造が与えられる 。この注入は 関数となり、次の同値性が成り立つ。
F
x
,
A
=
{
G
∈
F
∣
V
(
x
)
∪
A
⊂
G
}
{\displaystyle F_{x,A}=\{G\in F\mid V(x)\cup A\subset G\}}
I
x
,
A
:
F
x
,
A
→
F
{\displaystyle I_{x,A}:F_{x,A}\to F}
xが A の位相極限であるのは、 A が Aの圏的極限である 場合に限ります。
I
x
,
A
{\displaystyle I_{x,A}}
余極限
余極限の例は、上記の例の双対バージョンで示されます。
初期オブジェクト は空の図の余極限です。
余積は 、離散カテゴリによってインデックス付けされた図の余極限です。
余べき乗は 、離散カテゴリからの定数図の余極限です。
共等化子は 、平行な一対の同型写像の共極限です。
プッシュアウト は、共通の定義域を持つ一対の射影の余極限です。
直接極限 は、有向集合によってインデックス付けされた図の余極限です。
プロパティ
限界の存在
与えられた図式 F : J → C は、 C に極限(あるいは余極限)を持つ場合もあれば、持たない場合もあります。実際、 F への錐は存在しない可能性があり 、ましてや普遍錐など存在しないかもしれません。
カテゴリ Cが J の形の極限を持つとは、 J の形をしたすべての図式が C に極限を持つこと を意味する 。具体的には、カテゴリ C は
小さな 離散カテゴリ J ごとに形状 J の極限を持つ場合、 積を持つ (大きな積を持つ必要はない)。
形状の限界がある場合には イコライザーを持つ (つまり、すべての平行射のペアにはイコライザーがある)
∙
⇉
∙
{\displaystyle \bullet \rightrightarrows \bullet }
形状の限界がある場合、 プルバックが発生します (つまり、共通の余域を持つすべての射のペアにはプルバックがあります)。
∙
→
∙
←
∙
{\displaystyle \bullet \rightarrow \bullet \leftarrow \bullet }
完全 カテゴリ とは、すべての小さな極限 (つまり、すべての小さなカテゴリ J に対して 形状 J のすべての極限) を持つカテゴリです 。
双対的な定義も可能だ。J形の余極限を持つ 圏とは、 J 形の図式すべてに C の余極限が存在する圏である 。 余完備圏 とは、 すべての余極限が小さい圏である。
極限の存在定理は 、 カテゴリ C が等化子とクラスOb( J )とHom( J )でインデックスされたすべての積を持つ場合、 Cは形状 J のすべての極限を持つと述べている 。 [1] :§V.2 Thm.1 この場合、図式 F : J → C の極限は、2つの射の等化子として構成できる [1] :§V.2 Thm.2
s
,
t
:
∏
i
∈
Ob
(
J
)
F
(
i
)
⇉
∏
f
∈
Hom
(
J
)
F
(
cod
(
f
)
)
{\displaystyle s,t:\prod _{i\in \operatorname {Ob} (J)}F(i)\rightrightarrows \prod _{f\in \operatorname {Hom} (J)}F(\operatorname {cod} (f))}
(成分形式で)
s
=
(
F
(
f
)
∘
π
dom
(
f
)
)
f
∈
Hom
(
J
)
t
=
(
π
cod
(
f
)
)
f
∈
Hom
(
J
)
.
{\displaystyle {\begin{aligned}s&={\bigl (}F(f)\circ \pi _{\operatorname {dom} (f)}{\bigr )}_{f\in \operatorname {Hom} (J)}\\t&={\bigl (}\pi _{\operatorname {cod} (f)}{\bigr )}_{f\in \operatorname {Hom} (J)}.\end{aligned}}}
余極限には、余等化子と余積の観点から双対的な存在定理が 存在する。これらの定理はいずれも、 J の形をしたすべての(余)極限が存在するための必要十分条件と必要条件を与える 。
普遍的な財産
極限と余極限は 普遍的構成 の重要な特殊なケースです。
C を圏とし、 J を 小さな添字圏とする。 関手圏 C J は、 C における J の形をしたすべての図式の圏と考えることができる 。 対角関手は
Δ
:
C
→
C
J
{\displaystyle \Delta :{\mathcal {C}}\to {\mathcal {C}}^{\mathcal {J}}}
は、 C 内の各オブジェクト N を定数関数 Δ( N ) : J → Cから N へ 写す関数である 。つまり、 J 内の 各オブジェクト Xについて Δ( N )( X ) = N が成り立ち、 J 内の 各射 f についてΔ( N )( f ) = id N が 成り立つ。
図式 F : J → C ( C J の対象と考えられる ) が与えられたとき、 自然変換 ψ : Δ( N ) → F (これはカテゴリ C J の単なる射) は Nから F への 錐と同じものである 。これを理解するために、まずすべての X について Δ( N )( X ) = Nであるということは、 ψ の成分が N という定義 域を共有する射 ψ X : N → F ( X ) であることを意味することに注意されたい。さらに、錐の図式が可換であるという要件は、この ψ が自然変換であるという理由だけで真である。(双対的に、自然変換 ψ : F → Δ( N ) は Fから N への 余錐と同じものである 。)
したがって、極限と余極限の定義は次の形式で言い換えることができます。
F の極限は Δ から F への普遍射である 。
F の余極限は F から Δ への普遍射です 。
補助語
すべての普遍構成と同様に、極限と余極限の形成は本質的に関数的である。言い換えれば、 Jの形を持つすべての図式が C に極限を持つ場合 ( Jが小さい場合) 、極限関数 が存在する。
lim
:
C
J
→
C
{\displaystyle \lim :{\mathcal {C}}^{\mathcal {J}}\to {\mathcal {C}}}
これは各図式の極限と各 自然変換 η : F → G に、対応する普遍錐と可換な 唯一の射 lim η : lim F → lim G を割り当てる。この関数は対角関数 Δ : C → C J の右随伴である。この随伴は、 N からlim F へのすべての射の集合と、 Nから F への すべての錐の集合との間の 一対一関係 を与える。
Hom
(
N
,
lim
F
)
≅
Cone
(
N
,
F
)
{\displaystyle \operatorname {Hom} (N,\lim F)\cong \operatorname {Cone} (N,F)}
これは変数 N と F において自然である。この随伴の余単位元は、単に lim Fから F への普遍錐である 。添え字カテゴリ J が 連結 (かつ空でない)である場合、随伴の単位元は同型であり、lim は Δ の左逆となる。J が連結でない場合、この仮定は成立しない 。 例えば、 J が離散カテゴリである場合、この単位元の成分は 対角射 δ : N → N J である。
双対的に、 J の形状の図式が C に余極限を持つ場合 ( Jが小さい場合)、 余極限関手 が存在する。
colim
:
C
J
→
C
{\displaystyle \operatorname {colim} :{\mathcal {C}}^{\mathcal {J}}\to {\mathcal {C}}}
は各図式に余極限を割り当てる。この関手は 対角関手 Δ : C → C J の左随伴で あり、自然同型性を持つ。
Hom
(
colim
F
,
N
)
≅
Cocone
(
F
,
N
)
.
{\displaystyle \operatorname {Hom} (\operatorname {colim} F,N)\cong \operatorname {Cocone} (F,N).}
この随伴の単位元は、 F からcolim F への普遍余円錐である。J が連結(かつ空でない)であれば 、 余単位元は同型となり、 colim は Δ の左逆となる。
極限関数と余極限関数は両方とも 共変 関数であることに注意してください。
関数の表現として
Hom関手 を用いて、 圏 Cの極限と余極限を、 集合の圏 Set の 極限に関連付けることができる。これは、共変Hom関手 Hom( N , –) : C → Set が C のすべての極限を保存する という事実から部分的に導かれる 。双対性により、反変Hom関手は余極限を極限に導く必要がある。
図 F : J → Cが C に極限を持ち 、lim Fで表される場合、 標準同型 が存在する。
Hom
(
N
,
lim
F
)
≅
lim
Hom
(
N
,
F
−
)
{\displaystyle \operatorname {Hom} (N,\lim F)\cong \lim \operatorname {Hom} (N,F-)}
これは変数 N について自然である。ここで、関数 Hom( N , F –) は Hom 関数 Hom( N , –) と F の合成である 。この同型は極限錐を尊重する唯一の同型である。
上記の関係を用いて、 C における F の極限を定義することができる 。まず、関数 Hom( N , F –) の極限が、 Nから F に至る すべての錐の集合と同一視できることに注目する 。
lim
Hom
(
N
,
F
−
)
=
Cone
(
N
,
F
)
.
{\displaystyle \lim \operatorname {Hom} (N,F-)=\operatorname {Cone} (N,F).}
極限錐は写像族 π X : Cone( N , F ) → Hom( N , FX ) によって与えられ、ここで π X ( ψ ) = ψ X である。C の対象 L と自然同型 Φ : Hom( L , – ) → Cone ( – , F ) が与えられた場合 、 対象 L は F の 極限 と なり 、 極限 錐 は Φ L (id L ) となる。より巧みに言えば、これはF の極限が関手 Cone(–, F ) : C → Setの 表現 である と言える 。
双対的に、図式 F : J → Cが C に余極限 (colim F と表記)を持つ場合、唯一の標準同型が存在する。
Hom
(
colim
F
,
N
)
≅
lim
Hom
(
F
−
,
N
)
{\displaystyle \operatorname {Hom} (\operatorname {colim} F,N)\cong \lim \operatorname {Hom} (F-,N)}
これは変数 Nについて自然であり、余極限錐を尊重する。Hom( F –, N )の極限を 集合Cocone( F , N )と同一視することで、この関係を用いて図式 Fの余極限を関数Cocone( F , – )の表現として 定義することができる 。
集合の極限と余極限の交換
Iを 有限カテゴリ、 J を小さな フィルタカテゴリ とする 。任意の 双関数に対して
F
:
I
×
J
→
S
e
t
,
{\displaystyle F:I\times J\to \mathbf {Set} ,}
自然同型性 がある
colim
J
lim
I
F
(
i
,
j
)
→
lim
I
colim
J
F
(
i
,
j
)
.
{\displaystyle \operatorname {colim} \limits _{J}\lim _{I}F(i,j)\rightarrow \lim _{I}\operatorname {colim} \limits _{J}F(i,j).}
言葉で言えば、 集合 におけるフィルターされた余極限は有限極限と可換である。また、小さな余極限は小さな極限と可換である。 [2]
関数と極限
F : J → Cが C の図式であり 、 G : C → Dが 関手で ある 場合 、合成(図式は単なる関手であることを思い出してください)により、図式 GF : J → D が得られます。すると、当然次のような疑問が生じます。
「 GF の限界は F の限界とどのように関係していますか ?」
限界の維持
関手 G : C → D は、 Cone( F ) から Cone( GF )への 写像を誘導する。Ψ が Nから F への 錐であれば 、 GΨは GNから GF への 錐である 。関手 Gが F の極限を保存する とは 、 ( L , φ ) が F の極限である ときに必ず ( GL , Gφ ) が GF の極限となることを意味する。( F の極限が 存在しない場合、 G は F の極限を 空虚に 保存する。)
関数 Gが J の形のすべての極限を保存する とは、それがすべての図式 F : J → C の極限を保存することを意味する。例えば、 Gは 積、イコライザー、プルバックなどを保存する と言える。 連続関数とは、すべての 小さな 極限を保存する関数である 。
余極限についても同様の定義を行うことができる。例えば、関数 G が F の余極限を保存するとは、 ( L , φ ) が F の余極限であるとき、 G ( L , φ ) が GF の 余 極限 と なる ことを意味する 。 余連続関数とは、すべての 小さな余 極限を保存する関数である 。
Cが 完備圏で ある 場合 、上記の極限の存在定理により、関手 G : C → D が連続となる ことと、 それが(小さな)積と等化子を保存することとは同値である。双対的に、 G が余連続となることと、それが(小さな)余積と余等化子を保存することとは同値である。
随伴関手 の重要な性質の一つ は、すべての右随伴関手が連続であり、すべての左随伴関手が共連続であるということです。随伴関手は数多く存在するため、連続関手と共連続関手の例は数多く存在します。
与えられた図式 F : J → C と関手 G : C → Dに対して、 F と GFの 両方が 指定された極限を持つ場合、唯一の標準射が存在する。
τ
F
:
G
lim
F
→
lim
G
F
{\displaystyle \tau _{F}:G\lim F\to \lim GF}
対応する極限錐を尊重する。関手 Gが F の極限を保存すること と、この写像が同型であることは同値である。圏 C と Dが J の形をした極限をすべて持つ場合 、limは関手であり、射τ Fは 自然変換 の成分を形成する。
τ
:
G
lim
→
lim
G
J
.
{\displaystyle \tau :G\lim \to \lim G^{J}.}
関数 Gが J の形のすべての極限を保存すること と、τが自然同型であることは同値である。この意味で、関数 G は(標準的な自然同型 を除いて) 極限と可換 であると言える 。
極限と余極限の保存は、共変 関数にのみ適用される概念です 。 反変関数 の場合、対応する概念は、余極限を極限に適用する関数、または極限を余極限に適用する関数となります。
制限の解除
関数 G : C → D が図式 F : J → Cの 極限を持ち上げる とは、 ( L , φ ) が GF の極限であるときはいつでも、 F の極限 ( L ′, φ ′)が存在し、 G ( L ′, φ ′) = ( L , φ ) が成り立つことを言う 。関数 G が J の形のすべての図式 の極限を持ち上げるとは、 Jの形のすべての図式の極限を持ち上げることを意味する。したがって、積、イコライザー、プルバックなどの持ち上がりについて話すことができる。最後に、 G がすべての極限を持ち上げるとは、 G が 極限を持ち上げること を意味する 。余極限の持ち上がりには双対的な定義がある。
関数 G が図式 Fの 極限を一意に解除すると は、( L ′, φ ′)が F の極限であり 、かつ G ( L ′, φ ′) = (L,φ)となるような、唯一の原像錐(L′,φ′) が 存在 する こと を 言う 。Gが極限を一意に解除することは、 Gが 極限を解除し、かつ 健忘性を 持つことと同値であることを示すことができる 。
極限の解除は極限の保存と明らかに関連している。G が 図式 F の極限を解除し、 GF に 極限がある場合、 F に も極限があり、 G は F の極限を保存する 。したがって、以下のようになる。
G がすべての形状 J の極限を持ち 、 D が形状 J のすべての極限を持つ 場合 、 Cも形状 J のすべての極限を持ち 、 G は これらの極限を保存します。
G が すべての小さな極限を解除し、 D が完全で あれば、 C も完全で、 G は連続です。
余極限に対する双対ステートメントは同様に有効です。
限界の創造と反映
F : J → C を図式とする 。関手 G : C → D は
( L 、 φ ) が GF の極限である 場合 に 、 G ( L ′ 、 φ ′ ) = ( L 、 φ )となるような Fへの唯一の錐 ( L ′、 φ ′)が存在し、さらにこの錐が F の極限である場合に、 F の極限を作成します 。
G による像が GF の極限となる F への各錐が すでに F の極限である 場合、 F の 極限を反映します 。
二重に、余極限の作成と反射を定義することができます。
次の文は同等であると簡単にわかります。
関数 G は限界を作成します。
関数 G は、極限を一意に持ち上げ、極限を反映します。
限界を一意に解除するが、限界を作成したり反映したりしない関数の例があります。
例
表現可能な関数 C → Set は すべて 極限を保存します(ただし、必ずしも余極限を保存するとは限りません)。特に、 C の任意のオブジェクト A に対して、共変 Hom関数 Hom( A ,–) : C → Set は 真です。
忘却関手 U : Grp → Set は 、すべての小さな極限と フィルター付き余極限 を生成(および保存)しますが、余積 は 保存しません。これは代数的忘却関手に典型的な状況です。
自由 関手 F : Set → Grp (任意の集合 Sに S 上の 自由 群 を割り当てる)は忘却関手 U の左随伴であり、したがって共連続である。これは、 2つの自由群 G と Hの自由 積が、 G と H の生成元同士の 素和 によって生成される自由群である理由を説明できる 。
包含関数 Ab → Grp は極限を作成しますが、余積は保存しません (2 つのアーベル群の余積は 直和 です)。
忘却関手 Top → Set は 、極限と余極限を一意に持ち上げますが、どちらも作成しません。
Met c を射の連続関数 を持つ 距離空間 の圏とする 。 忘却関手 Met c → Set は 有限極限を持ち上げるが、一意には持ち上がらない。
用語に関する注意
昔の用語では、極限は「逆極限」または「射影極限」、余極限は「順極限」または「帰納極限」と呼ばれていました。これが多くの混乱の原因となっていました。
現代の用語を覚える方法はいくつかあります。まず、
コカーネル、
副産物、
コイコライザー、および
コドメイン
は余極限の一種であるが、
は極限の一種です。第二に、接頭辞「co」は 「」の最初の変数を意味します。「コホモロジー」や「 コファイブレーション 」といった用語はすべて、双関手の最初の変数、つまり反変変数とやや強い関連性があります 。
Hom
{\displaystyle \operatorname {Hom} }
Hom
{\displaystyle \operatorname {Hom} }
参照
参考文献
さらに読む
外部リンク
有限集合の圏における極限と余極限の例を生成するインタラクティブなウェブページ。作者:Jocelyn Paine。
n ラボ の限界