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Functores derivados frente a functores universales delta

Me gustaría entender la relación entre la definición de categoría derivada de un functor derivado derecho $Rf$ (que implica una transformación natural inicial $n: Qf \rightarrow (Rf)Q$ donde $Q$ es el mapa a la categoría derivada) y la definición de "functor delta universal" dada en Hartshorne III.1.

Ya sé que $R^if(A) = H^i(Rf(A))$ . Lo que más quiero saber es:

¿Qué papel desempeña la transformación natural n en esta comparación?

Supongo que se puede considerar como un mapa natural a partir de una resolución inyectiva de $f(A)$ a $f$ (una resolución inyectiva de $A$ ), pero no estoy seguro de cuál es el significado de esto... ¿Alguien conoce una buena referencia que explique estas cosas?

10voto

Michael Gorsuch Puntos 1760

No he comprobado todos los detalles, pero creo que la historia podría ser así. (Tengo que pedir disculpas: es un poco larga).

(1) Sea $F:\mathsf A\rightarrow \mathsf B$ sea un functor exacto aditivo izquierdo entre dos categorías abelianas. Tomemos una resolución inyectiva de un objeto $A$ en $\mathsf A$ :

$$0\rightarrow A \rightarrow I^0 \rightarrow I^1 \rightarrow \cdots $$

Llamemos $i: A \rightarrow I^0$ el primer morfismo. Aplique $F$ a esta secuencia exacta:

$$0\rightarrow FA \rightarrow FI^0 \rightarrow FI^1 \rightarrow \cdots $$

Ahora, el total functor derivado derecho de $F$ aplicado a $A$ (pensado como un complejo concentrado en grado cero) es el complejo

$$\mathbb RF(A) = [ FI^0 \rightarrow FI^1 \rightarrow FI^2 \rightarrow \cdots ]$$

y el clásico functores derivados derechos de $F$ son su cohomología:

$R^nF(A) = H^n(\mathbb RF(A)) = H^n(FI^)$ .

Estos ${R^nF}_n$ son un funtor delta cohomológico universal y tenemos una transformación natural de functores

$$qF \Rightarrow (\mathbb RF)q$$

que es esencialmente

$$Fi: FA \rightarrow \mathbb RF(A)$$

(aquí hemos ampliado $F$ de grado a la categoría de complejos, y éste es el grado cero de la transformación natural, porque $\mathbb RF(A)^0 = FI^0$ ).

(2) Ahora, dejemos que $T^n : \mathsf A \rightarrow \mathsf B$ sea un delta-functor cohomológico y $f^0 : F \Rightarrow T^0$ una transformación natural. Tenemos que ampliar esta $f^0$ a un morfismo único de delta-functores ${ f^n : R^nF \Rightarrow T^n }$ .

Para ello, obsérvese que, en general, dados dos funtores derivables por la derecha entre dos, digamos, categorías modelo $$F,G: \mathsf C \rightarrow \mathsf D$$ y una transformación natural entre ellos $t: F \Rightarrow G $ tenemos una transformación natural entre los functores derivados totales derechos $\mathbb Rt : \mathbb RF \Rightarrow \mathbb RG$ debido a la propiedad universal de los functores derivados:

En efecto, si $f : qF \Rightarrow (\mathbb RF)q$ y $g : qG \Rightarrow (\mathbb RG)q$ son los morfismos universales de los funtores derivados, entonces tenemos una transformación natural

$$gt : F \Rightarrow (\mathbb R G)q$$

y, por tanto, debido a la propiedad universal de los funtores derivados, una única transformación natural $\mathbb R t : \mathbb R F \rightarrow \mathbb R G$ tal que $(\mathbb R t)qf = g$ .

(3) Por lo tanto, tome nuestra $f^0 : F \Rightarrow T^0$ y extenderla a una transformación natural entre los funtores inducidos de grado entre complejos. Pasando a los functores derivados, obtenemos

$$\mathbb R f^0 : \mathbb R F \Rightarrow \mathbb R T^0.$$

Tomando la cohomología, para cada $n$ obtenemos

$$H^n(\mathbb R f^0) : H^n (\mathbb R F) \Rightarrow H^n (\mathbb R T^0).$$

Pero estos son los functores derivados derechos clásicos, así que tenemos transformaciones naturales

$$R^nf : R^n F \Rightarrow R^nT^0$$

y como los functores clásicos derivados a la derecha son functores delta universales, tenemos transformaciones naturales únicas

$$i^n : R^nT^0 \Rightarrow T^n$$

que amplían la identidad

$$i^0 : R^0T^0 = T^0.$$

La composición

$$i^n \circ R^f : R^F \Rightarrow T^n$$

son, creo, los morfismos de delta-functores que necesitamos.

3voto

MortenSickel Puntos 123

No tengo una respuesta completa, pero tal vez esto sea útil: Desembalando la definición de "universal", un functor delta universal cuyo functor 0 es f es lo mismo que un objeto inicial en la categoría {functores delta T junto con una transformación natural f → T^0} (siempre que, supongo, exista el primer objeto). Dando su n : Qf → (Rf)Q es lo mismo que dar f → H^0 ∘ Rf ∘ Q, que se parece bastante.

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