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Cuando puede functors no ser adjoints si sus hom conjuntos de bijective?

Supongamos que tenemos categorías $\mathcal{C}$ $\mathcal{D}$ con algunos adjetivos apropiados como local pequeñez junto con un par de functors $F: \mathcal{C} \rightarrow \mathcal{D}$$G: \mathcal{D} \rightarrow \mathcal{C}$. Supongamos, además, que para cada par de objetos de $A$ $Ob(\mathcal{C})$ $B \in Ob(\mathcal{D})$ tenemos un bijection de conjuntos $$ \text{Hom}_{\mathcal{D}}(F(A), B) \simeq \text{Hom}_{\mathcal{C}}(a, G(B)), $$ pero decir que no asume a priori que este es un isomorfismo de bifunctors, que es, presumiblemente, la connaturalidad en $A$ o $B$ puede fallar. Es esto posible? Tengo la fuerte sospecha de que lo es, porque connaturalidad parece como una parte esencial de la contigüidad, pero no explícito contador ejemplos? O ¿todas estas contador ejemplos ser bastante construcciones artificiales como finito, categoría, etc?

Como una extensión, supongamos que sabía (a través de algún functor adjunto teorema de) que (WLOG) $F$ lo hizo de hecho tienen un derecho adjuntos. Sería el de arriba bijection ser suficiente para concluir que debe ser $G$, o puede ser que no isomophic functors que de acuerdo con un adjunto par de objetos sólo?

Del mismo modo, si hemos sido capaces de demostrar connaturalidad en (WLOG) $A$, y sabíamos que un medico adjunto existido, existe alguna Yoneda argumento que puede hacerse a la fuerza connaturalidad en $B$?

Estoy seguro de que estos no puede ser demasiado difícil para alguien con experiencia, pero estoy todavía relativamente nuevo en el adjunto functors así que no estoy seguro de que me gustaría confiar en mi propia respuesta, incluso si me atreví a la figura de cualquier cosa.

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notpeter Puntos 588

Para la primera pregunta, vamos a $F$ ser la dualidad functor en finito-dimensional espacios vectoriales y $G$ la identidad functor. Uno sabe $F(V)\cong V$ no natural, por lo $\mathbf{Vect}(F(V),W)\cong \mathbf{Vect}(V,W)$, no natural. Supongo que esto cuenta como un ejemplo natural, ya que es el estándar ejemplo de una antinatural isomorfismo. Derek respondió a la última pregunta en los comentarios.

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Arnaud D. Puntos 687

Usted también puede encontrar contraejemplos al $\mathcal{C}$ $\mathcal{D}$ sólo tiene un objeto de cada uno (lo que voy a denominar $*$), por lo que son en realidad monoids (que voy a denotar $C$$D$) y functors entre ellos son sólo monoid homomorphisms. A continuación, la contigüidad $F\dashv G$ significa que hay elementos $c,d$ en el monoids $C,D$ tal que $$dFG(x)=xd\quad \text{and} \quad GF(y)c=cy$$ para todos los $x\in D$$y\in C$. Si $C,D$ son los grupos, entonces esto significa que los composites $FG$ $GF$ se conjugan a la identidad, por lo que debe ser isomorphisms, y por lo tanto $G$ $F$ son isomorphisms sí mismos. Por otro lado, la existencia de un bijection $\operatorname{Hom}_\mathcal{D}(F(*),*)\cong \operatorname{Hom}_\mathcal{C}(*,G(*))$ sólo significa que el subyacente de los conjuntos de los dos monoids o grupos en bijection, lo cual puede ocurrir incluso cuando el monoids o grupos no isomorfos.

Supongamos ahora que, por ejemplo, $F$ es un isomorfismo; entonces su inverso $F^{-1}$ es también un adjoint (tanto de derecha como de izquierda), pero el bijection $\operatorname{Hom}_\mathcal{D}(F(*),*)\cong \operatorname{Hom}_\mathcal{C}(*,G(*))$ es independiente de $G$, por lo que puede existir aun cuando $G$ no es el adjunto de a $F$. De hecho, este bijection está dada por la inversa de a $F$, por lo que es natural en el primer argumento lo $G$ es, pero no es necesariamente natural, en el segundo.

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