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Es el functor $\operatorname{Aut}(X): \operatorname{Mon} \longrightarrow \operatorname{Grp}^f$ representable ?

Deje $X$ ser un conjunto finito. Se define un functor de la categoría de (finitely generado) conmutativa monoids a la categoría de grupos de la siguiente manera :

$$\operatorname{Aut}(X):M\mapsto \operatorname{Aut}_M(M\times X) $$

donde $\operatorname{Aut}_M$ denota el grupo de $M$-equivariant automorfismos de un conjunto en el que $M$ actos (claramente, $M$ actúa en $M\times X$ por la multiplicación en el $M$ factor). Es este functor representable ?

La motivación

Este es un intento de comprender mejor (finito) establece como (finito) espacios vectoriales sobre "el campo con un elemento" $\mathbb F_1$, ya que en el caso de un campo de $k$, tenemos el correspondiente functor para un determinado espacio vectorial $E$ de finitely generado conmutativa $k$-álgebra para grupos:

$$\operatorname{GL}(E):R\mapsto \operatorname{Aut}_R(R\otimes_k E)$$

que es representado por el álgebra $$k[m_{11},\dots,m_{nn},t]/(t\cdot\operatorname{det}(M)-1)$$ donde $\operatorname{det}(M)$ es el habitual de la matriz de determinante, que es un polinomio de expresión en el $m_{ij}$'s.

Lo que yo he probado hasta ahora

Para $M$ un conmutativa f.g. monoid, hay un isomorfismo natural $$\operatorname{Aut}_M(M\times X) \simeq \operatorname{Hom}(X,M^\times)\times \operatorname{Aut}(X)$$ donde $M^\times$ es el grupo de invertible elementos de $M$. Esto viene del hecho de que si $\varphi$ $M$- automorphism de $M\times X$, entonces se define por sus imágenes en los pares de $(1,x)$ donde $1$ es el elemento neutro de $M$, $M$- equivariance, así que hay un mapa de $\mu:X \to M$ y un mapa de la $\sigma\in\operatorname{End}(X)$ tal que $$\varphi(m,x)=(m\cdot\mu(x),\sigma(x)).$$ El hecho de que $\varphi$ es un isomorfismo implica que $\mu$ tiene valores en $M^\times$ y $\sigma\in\operatorname{Aut}(X)$.

Sé que $M\mapsto\operatorname{Hom}(X,M^\times)$ es representable (por la libre abelian grupo generado por $X$). Sin embargo, estoy atascado en cómo lidiar con el $\operatorname{Aut}(X)$.

4voto

Aleksandr Levchuk Puntos 1110

El functor que describe no es representable. En primer lugar, un representable functor tierras en $\mathbf{Set}$, no $\mathbf{Grp}$. Pero un problema más fundamental es que (en general) no preservar la terminal de objeto: $\mathrm{Aut} (X) (1) \cong \mathrm{Aut} (X)$, e $\mathrm{Aut} (X) \cong 1$ si y sólo si $X \cong 1$.

Personalmente, no creo que la categoría de $\mathbb{F}_1$-módulos es, literalmente, $\mathbf{Set}$ (o $\mathbf{Set}_*$). Hay otras estructuras que tienen la "correcta" automorphism grupos: por ejemplo, para cualquier conjunto $X$, el poder establecer $\mathscr{P} (X)$ es una combinación semilattice, y su automorphism grupo es canónicamente isomorfo a $\mathrm{Aut} (X)$, debido a $\mathscr{P} (X)$ es completa y atómica.

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