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Aprender a pensar de manera categórica (la localización de los anillos y módulos)

He estado leyendo Ravi Vakil apuntes de geometría algebraica notas y estoy teniendo dificultades a la hora de conectar la definición estándar de la localización de un módulo para la definición en términos de propiedades universales (página 24).

¿Alguien puede explicar la conexión o proporcionar algún tipo de 'hoja de ruta' con el material necesario para entender esta conexión?

Pido disculpas si esta pregunta es vaga o poco clara.

EDIT: Esto es un intento de reformular mi pregunta original para hacerlo más preciso:

Supongamos que no saben la definición de la localización de un módulo y la acabamos de ver en el diagrama presentado en la página 24, ¿cómo podemos recuperar la definición habitual y ¿cómo podemos determinar que cualquier otra cosa la satisfacción de esas propiedades es isomorfo a la definición habitual?

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David HAust Puntos 2696

En mi opinión, el más esclarecedor (y más simple) forma de presentar la universal de construcción de localizaciones (y fracciones) es para usar en lugar de a la par de la construcción de la presentación natural en términos de generadores y relaciones. Esto permite aprovechar las propiedades universales de cociente de los anillos y el polinomio de anillos para construir rápidamente y se derivan de las propiedades básicas de localizaciones (y para evitar los muchos tedioso verificaciones requeridas en el par de enfoque). Por otra parte, este enfoque es mucho más conceptual. De hecho, las parejas en las que el par de la construcción no son sino formas normales para el polinomio términos en la presentación de un enfoque basado. Para más detalles de este enfoque véase, por ejemplo, la exposición en la sección 11.1 de la Rotman Avanzados de Álgebra Moderna, y Voloch: Anillos de fracciones de la forma difícil. Nota: es de suponer que Voloch del título es una broma - desde la presentación de un enfoque basado en realidad es la manera más fácil - de hecho, tanto Rotman y Voloch las exposiciones pueden ser simplificado.

Si usted apenas está comenzando a entender universal de construcciones, a continuación, le recomiendo que lea detenidamente la hermosa exposición en George Bergman es Una Invitación a Álgebra General y Universal de Construcciones.

Usted también puede encontrar iluminando Pablo Cohn histórico artículo de Localización en general de los anillos, un estudio histórico - así como otros documentos en que el volumen [1].

[1] Ranicki, A.(ed). No conmutativa la localización en el álgebra y la topología. ICMS 2002

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cjstehno Puntos 131

Como Rotman, o Voloch, construcciones de Dubuque respuestas del show, usted no puede recuperar exactamente "la definición habitual" de la localización de un anillo de su universal de los bienes. Es decir, una característica universal no decir que, en general, cómo construir un objeto que lo comprueba (como se puede ver, hay, al menos, dos construcciones para la localización, tanto la verificación de la característica universal: ¿cómo vas a elegir entre ellos?). Lo universal de la propiedad va a decir es que todos los chicos de verificar que necesariamente son isomorfos: por ejemplo, la construcción de Vakil notas, y Rotman es necesariamente son isomorfos.

Precisamente, vamos a quedarnos con los anillos y deje $\gamma' : A \longrightarrow B$ ser un tipo que cumple la característica universal de la localización. Deje $\gamma: A \longrightarrow S^{-1}A$ denotar la construcción de la localización se explica en Vakil notas, 2.3.3. Entonces, ya que tanto $S^{-1}A$ $B$ satisfacer universal de los bienes, tendrá morfismos $\widetilde{\gamma} : S^{-1}A \longrightarrow B$ $\widetilde{\gamma'}: B \longrightarrow S^{-1}A$ tal que $\widetilde{\gamma'}\gamma = \gamma'$$\widetilde{\gamma}\gamma' = \gamma$. Vamos a demostrar que tanto $\widetilde{\gamma}$ $\widetilde{\gamma'}$ son inversos el uno del otro. Por ejemplo, $\widetilde{\gamma'} \widetilde{\gamma} = \mathrm{id}_B$ porque

$$ (\widetilde{\gamma'} \widetilde{\gamma})\gamma' = \widetilde{\gamma'}\gamma = \gamma' \ . $$

Pero $\mathrm{id}_B$ verifica la misma identidad claramente:

$$ \mathrm{id}_B \gamma'= \gamma' \ . $$

Por lo tanto, debido a la singularidad de la universal de los bienes, debe tener

$$ \widetilde{\gamma'} \widetilde{\gamma} = \mathrm{id}_B \ . $$

De forma análoga,

$$ \widetilde{\gamma}\widetilde{\gamma'} = \mathrm{id}_{S^{-1}A} \ . $$

Lo que puede (y debe) hacer es verificar que la habitual definición (construcción) de la localización verifica el universal de la propiedad. Es decir, dado que algunos de morfismos de anillos de $\varphi : A \longrightarrow B$ tal que $\varphi s \in B$ es una unidad para cada $s \in S$, entonces no hay una única morfismos de anillos de $\widetilde{\varphi} : S^{-1}A \longrightarrow B$ tal que $\widetilde{\varphi}\gamma = \varphi$.

Sugerencia: usted puede fácilmente verificar que

$$ \widetilde{\varphi} \left( \frac{a}{s} \right) = \frac{\varphi (a)}{\varphi (s)} $$

es bien definida (es decir, si $\frac{a}{s} = \frac{b}{t}$,$\widetilde{\varphi}\left( \frac{a}{s} \right) = \widetilde{\varphi}\left( \frac{b}{t} \right) $), es una de morfismos de anillos, verifica $\widetilde{\varphi} \gamma = \varphi$ y es único (es decir, si había otro $\psi : S^{-1}A \longrightarrow B$ tal que $\psi\gamma = \varphi$,$\psi = \widetilde{\varphi}$).

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Mike Ohlsen Puntos 1374

Puesto que usted ya obtuvo muy buenas respuestas, permítanme añadir un breve comentario. En algunos casos, de hecho, puede fácilmente derivar una construcción de hormigón de una característica universal.

Por ejemplo, supongamos que usted ya sabe lo universal de la propiedad del límite de un functor $F$ (como un terminal de $F$-cono) y desea obtener una construcción explícita de que el límite de $\lim F$ en el caso especial en que $F : \mathcal{C} \to \mathrm{Set}$ se asigna a la categoría de conjuntos.

Luego de recordar que un conjunto $X$ está determinado por su "elementos globales", es decir, por sus mapas $1 \to X$ donde $1 = \{ \heartsuit \}$ es cualquier elemento del conjunto ("the lonely heart"): $X \cong \mathrm{Hom}_\mathrm{Set}(1,X)$. La combinación de esta observación y la universal de los bienes, obtenemos

$$ \lim F \cong \mathrm{Hom}_\mathrm{Set}(1, \lim F) \cong \text{set of $F$-cones with apex $1$} \cong \{ (x_i)_{i \in \mathcal{C}}\ |\ F(f)(x_i) = x_j \text{ for all $f : i \j$ in $\mathcal{C}$} \}.$$

Un cálculo similar se puede utilizar para determinar el conjunto subyacente de) de la categoría de producto de espacios vectoriales (uso $\mathrm{Hom}_{\mathrm{Vect}(\mathbb{R})}(\mathbb{R}, \cdot)$ en lugar de $\mathrm{Hom}_\mathrm{Set}(1,\cdot)$). No trabajo para obtener una descripción de colimits en $\mathrm{Set}$.

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