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Natural transformaciones en Awodey la Categoría de la Teoría del Ejercicio 7.11.8

He estado teniendo problemas tratando de hacer sentido de la última parte del Ejercicio 7.11.8 en Awodey la Categoría de la Teoría del libro (pág.182). El ejercicio nos pide

  1. Mostrar que un functor categoría $\mathbf{D}^\mathbf{C}$ ha binario productos si $\mathbf{D}$ (construir el producto de dos functors F y G "objectwise": $(F×G)(C) = F(C) × G(C)$).

Y definir el producto natural de las transformaciones, y mostrando que la construcción cumple con la UMP no es difícil. Es decir, no hay una única $u_c : ZC \to F(C) \times G (C)$, dada la UMP del producto en $\mathbf{D}$:enter image description here

Pero el punto que yo estoy confundido, es que tenemos que mostrar que $h_C$ es una transformación natural, es decir, que el diagrama de

$\qquad \qquad\qquad\qquad \qquad$enter image description here

los desplazamientos. Y no tengo idea de cómo hacerlo. De hecho, ni siquiera sé por qué (la definición de) $Zf: ZC \to ZD$ o $Ff \times Gf$ sería.

Awodey da una solución en la página.295. Pero no puedo conseguir lo que él está haciendo. Él dice:

$\qquad \qquad $ enter image description here

Sin justificar más.

Lo que quiero entender es esto:

¿por qué es eso $\pi_1^{FD \times GD}\circ Ff \times Gf \circ h_C$ es igual a $Ff \circ \pi_1^{FC \times GC} \circ h_C$? Tiene sentido para mí que $\pi_1^{FD \times GD}\circ Ff \times Gf = Ff$. Pero ¿dónde está ese $\pi_1^{FC \times GC} $ proviene?

Gracias!

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CodeSlave Puntos 7133

$Z$ es un hecho functor, por lo que ya está definido en los objetos y las flechas; está desconcertado por el hecho de que no se da de forma explícita.

Pero no es necesario que: es bueno viejo abstracto tonterías :)

Awodey el truco es simple, en retrospectiva: cuando quieres demostrar que dos flechas a un producto son iguales, es suficiente para demostrar que ellos llegan a ser iguales cada vez que compone con cada uno de la proyección (así, el mismo argumento funciona incluso con arbitrariamente grandes productos, y con los límites generales).

Lo que quiero decir es que la característica universal del producto (/límite) dice que $(Ff\times Gf)\circ h_C = h_D\circ Zf$ ($h$ natural) iff $p_{1,C}\circ (Ff\times Gf)\circ h_C = p_{1,C}\circ h_D\circ Zf$ e $p_{2,C}\circ (Ff\times Gf)\circ h_C = p_{2,C}\circ h_D\circ Zf$. Básicamente porque no puede haber una única flecha con esta propiedad, de modo que los dos son en realidad uno.

Eso es lo que se supone que para probar, y eso es lo que Awodey. Bye!

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user2318170 Puntos 160

OK, vamos a ir a través de este paso-por-paso usando la notación de configurar en su primer diagrama.

Tenemos dos functors $F$$G$$\mathbf{C}$$\mathbf{D}$. Definimos un functor $F\times G$ tal que $(F\times G)(C) = F(C) \times G(C)$. Vale la pena señalar cómo este functor opera en flechas: dado $f\colon C\to D$, obtenemos flechas $F(f)\colon F(C)\to F(D)$$G(f)\colon G(C)\to G(D)$, por lo que podemos definir $(F\times G)(f)$ a de ser la única flecha $F(C)\times G(C)\to F(D)\times G(D)$ (flechas en un producto se determina por sus composiciones con las proyecciones) tal que $$p_1^{F(D)\times G(D)}\circ (F\times G)(f) = F(f)\circ p_1^{F(C)\times G(C)} \text{ and } p_2^{F(D)\times G(D)}\circ (F\times G)(f) = G(f)\circ p_2^{F(C)\times G(C)}.$$

Estas ecuaciones muestran que tenemos dos naturales transformaciones $p_1\colon (F\times G) \to F$ $p_2\colon (F\times G) \to G$ donde $(p_1)_C$ es la proyección de la $F(C)\times G(C)\to F(C)$ y de manera similar para $p_2$. Nos gustaría mostrar que estos datos hace que $F\times G$ el producto de $F$ $D$ en el functor categoría.

Así que nos tomamos otro functor $Z$ y natural dado transformaciones $z_1\colon Z\to F$$z_2\colon Z\to G$. Para cada objeto $C$, obtenemos una flecha $h_C\colon Z(C)\to F(C)\times G(C)$ que es la única flecha tal que $(p_1)_C\circ h_C = (z_1)_C$$(p_2)_C\circ h_C = (z_2)_C$. Tenemos que mostrar que el $h_C$ cohesionar a una transformación natural.

Es decir, para cada mapa $f\colon C\to D$, debemos mostrar que $h_D\circ Z(f) = (F\times G)(f)\circ h_C$. Estos son los mapas de $Z(C)\to F(D)\times G(D)$, por lo que por el universal, la propiedad del producto, es suficiente para mostrar $$(p_1)_D\circ h_D\circ Z(f) = (p_1)_D\circ (F\times G)(f)\circ h_C \text{ and } (p_2)_D\circ h_D\circ Z(f) = (p_2)_D\circ (F\times G)(f)\circ h_C.$$


Ahora la respuesta a tu pregunta. Sólo tendremos que hacer la $p_1$ de los casos, puesto que el $p_2$ caso es exactamente el mismo.

$(p_1)_D\circ h_D\circ Z(f) = (z_1)_D \circ Z(f)$. Este es, por definición, de $h_D$ ($(p_1)_D\circ h_D = (z_1)_D$).

$(z_1)_D \circ Z(f) = F(f)\circ (z_1)_C$. Esto es lo que significa para $z_1$ a ser una transformación natural.

$F(f)\circ (z_1)_C = F(f) \circ (p_1)_C\circ h_C$. De nuevo, desde el $(p_1)_C\circ h_C = (z_1)_C$.

$F(f) \circ (p_1)_C\circ h_C = (p_1)_D\circ (F\times G)(f) \circ h_C$. Esto es por connaturalidad de $p_1$ o, de manera equivalente, las ecuaciones anteriores la definición de la acción de la $F\times G$ de flechas.

Y ya está! Awodey persigue a través de la cadena de igualdades en el orden inverso y con la notación diferente, pero los pasos son exactamente los mismos.

Usted puede visualizar lo que está pasando en el diagrama por el apilamiento de dos copias de su diagrama triangular en la parte superior de uno al otro, uno con $C$s y uno con $D$s, y conectar el diagrama superior a la de abajo con las flechas $Z(f)$, $F(f)$, $G(f)$, y $F(f)\times G(f)$. A continuación, tenemos que comprobar que la central vertical de la plaza de desplazamientos, y hacemos esto usando conmutatividad de la todas las plazas verticales en las "alas".

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Giorgio Mossa Puntos 7801

Por definición, $F(f)\times G(f)$ es el único de morfismos tal que el diagrama $$\requieren{AMScd} \begin{CD} F(C) \times G(C) @>\pi_1^{F(C)\times G(C)}>> F(C) \\ @V F(f)\times G(f)VV @V F(f)VV\\ F(D) \times G(D) @>\pi_1^{F(D) \times G(D)}>> F(D)\\ \end{CD} $$ y el diagrama de $$ \begin{CD} F(C) \times G(C) @>\pi_2^{F(C)\times G(C)}>> G(C) \\ @V F(f)\times G(f)VV @V G(f)VV\\ F(D) \times G(D) @>\pi_2^{F(D) \times G(D)}>> G(D)\\ \end{CD} $$ de camino al trabajo.

Esto implica que $\pi_1^{F(D)\times G(D)}\circ F(f) \times G(f) = F(f) \circ \pi_1^{F(C) \times D(C)}$ y $\pi_2^{F(D) \times G(D)}\circ F(f) \times G(f)=G(f) \circ \pi_2^{F(C)\times G(C)}$.

La igualdad está pidiendo sigue por la precomposición de las dos igualdades anteriores con $h_C$.

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