이미지(범주 이론)

Image (category theory)

수학의 한 분야인 범주론에서 형태론이미지함수이미지를 일반화한 것이다.

일반적 정의

C 범주 displaystyle C}과() f :X f 을(를) 볼 때 f이미지[1] 과 같은 보편적 특성을 만족하는 단형 : 이다.

  1. 형태론 : (가) 있으며, =m 등이 있다
  2. For any object with a morphism and a monomorphism such that , there exists a unique morphism such that =

설명:

  1. 그러한 요소화가 반드시 존재하는 것은 아니다.
  2. 은(는) monic 정의에 따라 고유하다.
  3. e = = e= v me= 따라서 = v by m monic.
  4. (는) 단일하다.
  5. = v 은(는) v 이(가) 고유함을 암시한다.
Image Theorie des catégories.pngNumérotation (1).png

의 이미지는 종종 또는 () 로 표시된다

제안: 에 모든 이퀄라이저가 있는 경우, 인자화 = m e = {\ e{\인식형이다.[2]

증명

Let be such that , one needs to show that . Since the equalizer of exists, factorizes as displaystyle monic을 하는 e그러나 =( ) e f ) f f f}의 인자화다따라서 영상의 범용 특성에 의해 한 화살표 : I , 이렇게 m= (가 모닉 = v {\displaystysty}}{\. Furthermore, one has and by the monomorphism property of one obtains .

E epimorphism.png

이것은 , 을 의미하며, 따라서 = ,) whence =

두 번째 정의

In a category with all finite limits and colimits, the image is defined as the equalizer of the so-called cokernel pair .[3]

Cokernel pair.png
Equalizer of the cokernel pair, diagram.png

[필요하다]

설명:

  1. 범주의 유한 양완성은 푸시아웃과 이퀄라이저가 존재함을 보장한다.
  2. , ) 은(는) m 이(가) 규칙적인 단모형(즉, 한 쌍의 형태론의 등가제)이므로 일반 이미지로 불릴 수 있다. (또한 이퀄라이저가 자동으로 단모형(단형)이라는 것을 불러라 한다.
  3. In an abelian category, the cokernel pair property can be written and the equalizer condition }- 더구나 모든 단형체는 규칙적이다.

정리 이(가) 항상 규칙적인 단모형을 통해 고려한다면, 두 정의가 일치한다.

증명

첫 번째 정의는 두 번째 정의를 의미한다.(1)이 정규 단형성을 유지한다고 가정한다.

  • Equalization: one needs to show that . As the cokernel pair of and by previous proposition, since has all equalizers, the arrow in the factorization = (는) 경구형이기 때문에 i = i i = = = \},
  • 보편성: 모든 콜리미트(또는 적어도 모든 푸시아웃)가 있는 범주에서 자체는 코커넬 쌍 , , ) 을 허용한다.
Cokernel pair m.png
더욱이, 일반적인 단형주의로서 (,m ) m)}은 한 쌍의 1, : {\의 등분자이다. 그러나 여기서 우리는 그것이 , 2: Y ⊔ }의등가제라고 주장한다. Y
, 시공 = 따라서 m m에 대한 "코커넬 쌍" 다이어그램은 고유한 형태론 u: 를 산출한다.= , = c 이제 지도 : which equalizes also satisfies , hence by the equalizer diagram for 고유 맵 : → I m= m
마지막으로, j , 2 c , : I },와 함께 cokernel 쌍 다이어그램({\을 사용하십시오. : 고유한 Y such that . Therefore, any map which equalizes also equalizes (를)g = m {\\,h으로 고유하게 인수함 이는 정확히( m) ( i , ) 의 동일자임을 의미한다

두 번째 정의는 첫 번째 정의를 의미한다.

  • 인자화: 이퀄라이저 다이어그램에서 m를) 취하면( 에 해당), f= 을(를) 얻는다
  • 보편성: let = (는) 정규 단모형, 즉, 일부 쌍 , d )의 등가형제
Equalizerd1d2.png
Then so that by the "cokernel pair" diagram (of ), with 고유한 가 있음: d 1= u i ,d = i 2
이제,에서 나는 1m)나는 2m{\displaystyle i_{1}\,m=i_{2}\,m}(i1(의 이퀄라이저, i2에서 m)도표), 하나 얻d1m)u″ 나는 1m)u″ 나는 2m)d2m{\displaystyle d_{1}\,m=u"\,i_{1}\,m=u"\,i_{2}\,m=d_{2}\,m}, 따라서의 보편성의(1(의 이퀄라이저, d2), 다이어그램과 f에.m),I I {\ v\longrightarrow 이(가) 있으며, v = = m v{\v}이가) 있다

In the category of sets the image of a morphism is the inclusion from the ordinary image to . In many concrete categories such as groups, abelian groups and (left- or right) modules, the image of a morphism통신원의 형태주의가 집합의 범주에 있는 이미지다.

모든 형태론에 대해 0개의 개체와 커널코커넬이 있는 정상 범주에서 형태론 의 이미지는 다음과 같이 표현할 수 있다.

im f = ker coker f

아벨 범주(특히 바이노르말)에서 f가 단모형이라면 f = ker coker f, so = im f.

참고 항목

참조

  1. ^ Mitchell, Barry (1965), Theory of categories, Pure and applied mathematics, vol. 17, Academic Press, ISBN 978-0-124-99250-4, MR 0202787 섹션 I.10 페이지 12
  2. ^ Mitchell, Barry (1965), Theory of categories, Pure and applied mathematics, vol. 17, Academic Press, ISBN 978-0-124-99250-4, MR 0202787 제안 10.1 페이지 12
  3. ^ Kashiwara, Masaki; Schapira, Pierre (2006), "Categories and Sheaves", Grundlehren der Mathematischen Wissenschaften, vol. 332, Berlin Heidelberg: Springer, pp. 113–114 정의 5.1.1