更新时间:2024-06-19 18:56
伴随函子是范畴论的基本概念之一。它在同调代数等学科中有着重要应用。
设A与X为范畴。从X到A的伴随对为三元组
则F称为G的左伴随函子,G称为F的右伴随函子。
函子G:A→X的任意两个左伴随函子F与F'为自然同构。
函子G:A→X有左伴随函子,当且仅当函子X(x,G·)为可表示函子。
加性函子的伴随函子为加性函子。
在数学研究中,人们往往通过不同的方法来比较所研究的数学对象,例如在范畴论中,利用同构和等价来刻划两个研究对象是相同和等价的,然而同构和等价都是比较强的条件,伴随函子是用更弱的条件来研究对象之间的关系。伴随函子的概念最先是由坎(Kan, D.M.)于1958年提出来的,此后伴随函子理论被广泛应用于范畴、环与模论等研究领域,正如Saunders Mac Lane宣称的那样:伴随函子无处不在,现在它已成为代数学的重要概念及工具之一。
单位泛态射形式定义
给定两个函子F:C→D与G:D→C,自然变换η:1c→GF。F┤G称为伴随对,若对任意C∈C,D∈D,f:C→GD,存在惟一的g:FC→D,使得f=G(g)ηc。即
类似的,可以定义余单位泛态射来定义伴随。
余单位泛态射形式定义
给定两个函子F:C→D与G:D→C,自然变换δ:FG→1D。F┤G称为伴随对,若对任意C∈C,D∈D,g:FC→D,存在惟一的f:C→GD,使得g=δDF(f)。即
单位余单位形式定义
给定两个函子F:C→D与G:D→C,两个自然变换η:1c→GF,δ:FG→1D。F┤G称为伴随对,若对任意C∈C,D∈D,有下面的交换图
即δF·Fη=1F,Gδ·ηG=1G。
Hom-Set形式定义
两个函子F:C→D与G:D→C称为伴随对,若每对对象(C,D),其中C∈C,D∈D,存在一个同构
ψ=ψC,D:D(FC,D)≅C(C,GD)。
注1:HomD(FC,D)常简记为D(FC,D)=(FC,D)D=(FC,D)。
注2:ψ是双射,且在C,D处是自然的,所以HomD(FC,D)事实上是一个双函子,对所有的f:C″→C,g:D→D′,有下面两个交换图(*)
伴随函子在范畴论与表示论中有着广泛应用,如单子余单子、Recollement等概念都是由伴随函子给出的,下面是关于伴随函子的一个重要例子。设B∈SMR,B⊗R-是RM到SM张量函子,HomS(B,-)是SM到RMHom函子ψ:HomS(B⊗RA,C)→HomR(A,HomS(B,C))是同构态射,并且对任意α∈Hom(A,A′),γ∈Hom(A,A′),有交换图
因此,(B⊗R-,HomS(B,-))是一对伴随函子。
以下为左伴随函子的一些例子