2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки


Правила форума


Посмотреть правила форума



Начать новую тему Ответить на тему
 
 Полнота правого сопряженного функтора
Сообщение12.02.2023, 01:21 


22/10/20
1194
У Маклейна на стр. 108 есть следующая теорема:

Теорема 1. Пусть $(F, G, \eta, \varepsilon): X \to A$ - некоторое сопряжение. Тогда: 1) функтор $G$ унивалентен, если и только если каждая компонента $\varepsilon_a$ коединицы $\varepsilon$ является эпиморфизмом; 2) функтор $G$ полон, если и только если каждая компонента $\varepsilon_a$ является мономорфизмом и расщепляется. Как следствие, $G$ полон и унивалентен, если и только если каждая компонента $\varepsilon_a$ является изоморфизмом $FGa \widetilde{=} a$.

У меня легко получилось доказать пункт 1.

На всякий случай напишу прозрачно: есть 2 функтора $F:X \to A, G:A \to X$, $F$ - левый сопряженный к $G$, $G$ в свою очередь - правый сопряженный к $F$. Биекцию сопряжения обозначим буквой $\varphi$.

Берем произвольный элемент $a' \in A$ (я сразу же рисую симметричный ему элемент $Ga' \in X$). Берем 2 произвольные различные стрелки $\delta, \gamma: a \to a'$ в категории $A$. Т.к. $G$ унивалентен, значит $G \delta \ne G \gamma$. Далее подключаем биекцию сопряжения: $$\varphi (\delta \circ \varepsilon_a) = G \delta \circ 1_{G_a} = G \delta$$ $$\varphi (\gamma \circ \varepsilon_a) = G \gamma \circ 1_{G_a} = G \gamma$$ Т.к. правые части разные ($G$ ведь унивалентный), значит и $\delta \circ \varepsilon_a \ne  \gamma \circ \varepsilon_a$, что и доказывает эпиморфность $\varepsilon_a$.

Примерно так же легко доказывается обратный факт, что из эпиморфности каждой компоненты коединицы следует унивалентность функтора $G$.

Далее я решил доказать пункт 2. Я был уверен, что все получится так же легко (т.к. доказывается если не двойственное, то по крайней мере на первый взгляд крайне подобное утверждение). Но не получается.

Как обычно, рисую 2 категории и сопряжение между ними. В категории $A$ нарисована произвольная коединица $\varepsilon_a: FGa \to a$. Раз речь идет о мономорфности $\varepsilon_a$, значит надо выбрать произвольную пару различный стрелок $\delta, \gamma: a' \to FGa$. На этом моменте возникает первая проблема: а вдруг образ функтора $F$ не совпадает с категорией $A$. Это значит, что эти 2 стрелки теоретически могут вообще не участвовать в сопряжении и я не представляю, как вообще можно тогда доказать что-либо с их участием. Ну ладно, пусть даже мы возьмем не какой-то $a' \in A$, а прямо элемент $Fx \in A$, являющийся образом некоторого элемента $x \in X$ (и тогда стрелки примут вид $\delta, \gamma: Fx \to FGa$). Далее я на автомате подумал, что раз функтор $F$ полон, значит стрелки $\delta$ и $\gamma$ являются образами некоторых стрелок из категории $X$. Я сразу переименовал $\delta$ и $\gamma$ на $F \delta$ и $F \gamma$$\delta$ и $\gamma$ тогда - это теперь стрелки $\delta, \gamma: x \to Ga$ из $X$. Разумеется, $\delta \ne \gamma$. И теперь опять подключаем биекцию сопряжения:
$$\varphi (\varepsilon_a \circ F \delta) = 1_{G_a} \circ \delta = \delta$$ $$\varphi (\varepsilon_a \circ F \gamma) = 1_{G_a} \circ \gamma = \gamma$$ Опять правые части различны, следовательно $\varepsilon_a \circ F \delta \ne \varepsilon_a \circ F \gamma$ что и доказывает теперь уже мономорфность $\varepsilon_a$.

Но есть один нюанс. Я на автомате использовал полноту функтора $F$, а дана полнота функтора $G$! Про $F$ вообще ничего не сказано, а значит это легкое и самое главное подобное первому пункту доказательство идет коту под хвост.

Таким образом, ситуация крайне странная. Сначала я подумал, что может быть есть опечатка и перепутаны либо единица с коединицей, либо функтор $G$ с функтором $F$ или что-то в таком роде. Но там дальше Маклейн уверенно использует эту формулировку, да и последнее предложение в самом фрагменте показывает, что опечатки нету.

Подскажите, где косяк. Точно ли формулировка корректная? И если корректная, как подступиться к доказательству (пока хочу доказать вслепую; в учебник смотрел, но там фигня какая-то непонятная, а я хочу свой способ довести до конца)

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ 1 сообщение ] 

Модераторы: Модераторы Математики, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group