¿La función $\pi_0:Top\to Set$, que envía un espacio topológico a sus componentes conexas por caminos, ¿posee un adjunto derecho?
Si no es así, ¿posee un adjunto derecho si lo restringimos a ciertos espacios topológicos, digamos complejos CW?
¿La función $\pi_0:Top\to Set$, que envía un espacio topológico a sus componentes conexas por caminos, ¿posee un adjunto derecho?
Si no es así, ¿posee un adjunto derecho si lo restringimos a ciertos espacios topológicos, digamos complejos CW?
Como alguien mencioné, esto no puede hacerse en general, pero si nos restringimos a espacios localmente conexos por caminos (en los que componentes por caminos y componentes conexas coinciden) $\pi_0$ tiene un adjunto derecho.
Sea $Top$ la categoría de espacios localmente conexos por caminos, definimos $F: Set \rightarrow Top$ tomando un conjunto $A$ a $A$ con la topología discreta. Dado que los mapas continuos preservan componentes conexas, el valor de una función $$f: X \rightarrow A$$ en una componente conexa está determinado por un único punto en la componente. Por lo tanto $$\mathrm{Hom}_{Top}(X,F(A)) \cong \mathrm{Hom}_{Set}(\pi_0(X),A).$$
Creo que quieres localmente conexo por trayectorias. Ten en cuenta que todos los complejos CW son localmente conexos por trayectorias. Por otro lado, si $X$ es homotópicamente equivalente a un complejo CW, entonces sus componentes por trayectorias son abiertas, pero en general $X$ no necesariamente es localmente conexo por trayectorias.
Tu respuesta dice que en la categoría $\mathbf{Top_1}$ de espacios con componentes de trayectorias abiertas, $\pi_0$ tiene un adjunto derecho $F$ dado por $F(A) = A$ con la tapa discreta. Todos los espacios localmente conexos por trayectorias pertenecen a $\mathbf{Top_1$, en particular todos los CW complejos. La existencia de un adjunto derecho no es sorprendente porque un espacio en $\mathbf{Top_1$ no es nada más que una unión disjunta (= suma en $\mathbf{Top$) de espacios conectados por trayectorias. Nota que esta representación permite probar fácilmente que cada espacio homotópicamente equivalente a un espacio en $\mathbf{Top_1$ pertenece también a $\mathbf{Top_1$.
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Simplemente incrusta los espacios discretos obtenidos de vuelta en Top.
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También podría interesarte saber que el adjunto derecho de la topología discreta tiene a su vez un adjunto derecho (el funtor olvidar-la-topología), que a su vez tiene un adjunto derecho (la topología códiscreseta en un conjunto); pero ahí es donde se detiene el patrón :-)
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@HennoBrandsma op está preguntando por componentes de ruta, por lo que tu sugerencia falla cuando estos no son iguales a los componentes conectados.
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@Tyrone ¿Por qué? No hay diferencia.
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@HennoBrandsma deja que $\mathcal{S}$ sea la curva del seno de los topólogos y $A$ discreta. Entonces $Top(\mathcal{S},A)=A$. Por otro lado, $Set(\pi_0\mathcal{S},A)=Set(\{0,1\},A)\neq A$ cuando $|A|>1$. En particular, estos conjuntos no pueden estar en correspondencia biyectiva (natural). (por supuesto, esto no descarta que $\pi_0$ tenga algún otro adjunto).
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@Tyrone Parece que tienes razón. Entonces probablemente no lo haya. ¿Esto debería ser conocido, verdad?
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@HennoBrandsma aquí hay un argumento breve: los funtores adjuntos izquierdos preservan todos los colímites, pero como el funtor componente de camino $\pi_0$ no lo hace, no puede ser un adjunto izquierdo. Por ejemplo, ver aquí.