正合函子
在範疇論中,正合函子(或譯作恰當函子)是保存有限極限的函子。在阿貝爾範疇中,這就相當於保存正合序列的函子。
目录
1 阿貝爾範疇間的正合函子
2 一般範疇中的正合函子
3 例子
4 文獻
阿貝爾範疇間的正合函子
設 C,C′{displaystyle {mathcal {C}},{mathcal {C}}'} 為阿貝爾範疇,F:C→C′{displaystyle F:{mathcal {C}}to {mathcal {C}}'}
為加法函子。若對每個正合序列
- ⋯⟶Xi⟶Xi−1⟶⋯{displaystyle cdots longrightarrow X_{i}longrightarrow X_{i-1}longrightarrow cdots }
取 F{displaystyle F} 後得到的序列
- ⋯⟶F(Xi)⟶F(Xi−1)⟶⋯{displaystyle cdots longrightarrow F(X_{i})longrightarrow F(X_{i-1})longrightarrow cdots }
仍為正合序列,則稱 F{displaystyle F} 為正合函子。
由於正合序列總能拆解為短正合序列,在定義中僅須考慮短正合序列即可。
此外,若對每個短正合序列 0→X′→X→X″→0{displaystyle 0to X'to Xto X''to 0},其像截去尾端零對象後 0→F(X′)→F(X)→F(X″){displaystyle 0to F(X')to F(X)to F(X'')}
為正合序列,則稱 F{displaystyle F}
是左正合函子;類似地,若 F(X′)→F(X)→F(X″)→0{displaystyle F(X')to F(X)to F(X'')to 0}
為正合序列,則稱 F{displaystyle F}
是右正合函子。正合性等價於左正合性+右正合性。
一般範疇中的正合函子
考慮一個函子 F:C→C′{displaystyle F:{mathcal {C}}rightarrow {mathcal {C}}'}。
- 若C{displaystyle {mathcal {C}}}
裡存在任意的有限射影極限,且F{displaystyle F}
與有限射影極限交換(即:F(lim←iXi)→∼lim←iF(Xi){displaystyle F(varprojlim _{i}X_{i}){stackrel {sim }{to }}varprojlim _{i}F(X_{i})}
),則稱F{displaystyle F}
為左正合。
- 若C{displaystyle {mathcal {C}}}
裡存在任意的有限歸納極限,且F{displaystyle F}
與有限歸納極限交換(即:lim→iF(Xi)→∼F(lim→iXi){displaystyle varinjlim _{i}F(X_{i}){stackrel {sim }{to }}F(varinjlim _{i}X_{i})}
),則稱F{displaystyle F}
為右正合。
- 若上述條件同時被滿足,則稱F{displaystyle F}
為正合。
在阿貝爾範疇中,由於任意有限射影(或歸納)極限可以由核(或上核)與有限積(或上積)生成,此時的定義遂回歸到正合序列的定義。
例子
- 根據極限的泛性質,Hom(−,−){displaystyle mathrm {Hom} (-,-)}
函子無論對哪個變數都是左正合的,這是左正合函子的基本例子。
- 設(F,G){displaystyle (F,G)}
是一對伴隨函子。若C{displaystyle {mathcal {C}}}
存在任意有限歸納極限,則F{displaystyle F}
右正合;若存在任意有限射影極限,G{displaystyle G}
左正合。此法可建立許多函子的正合性。
- 設 X{displaystyle X}
為拓撲空間,阿貝爾群數學範疇上的整體截面函子 X↦F(X){displaystyle Xmapsto F(X)}
是左正合函子。
- 設 R{displaystyle R}
為環,T{displaystyle T}
為右 R{displaystyle R}
-模,則左 R{displaystyle R}
-模範疇上的張量積函子 T⊗R−{displaystyle Totimes _{R}-}
是右正合函子。
- 設 A,B{displaystyle {mathcal {A}},;{mathcal {B}}}
為兩個阿貝爾範疇,考慮函子範疇 BA{displaystyle {mathcal {B}}^{mathcal {A}}}
,固定一對象 A∈A{displaystyle Ain {mathcal {A}}}
,對 A{displaystyle A}
的「求值」是正合函子。
文獻
- Masaki Kashiwara and Pierre Schapira, Categories and Sheaves, Springer. ISBN 3540279490
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