始对象

更新时间:2024-03-14 15:38

始对象(initial object)是范畴论的基本概念之一,指在范畴论中起着特殊作用的一类对象,是终对象的对偶概念,它们都是零对象的推广。设C为范畴,A∈C,若对一切B∈C,Hom(A,B)都只有一个元素,则称A为范畴C的始对象,C的任何两个始对象必是等价(同构)的。例如,阿贝尔群范畴的始对象为0(零群)。

定义

(1) 设是范畴,,若对于,都是仅含单独一个元素的集,则称为的始对象(initial object)。

(2) 设是范畴,,若对于,都是仅含单独一个元素的集,则称是的终对象(terminal object)。

(3) 若既是始对象又是终对象,则称是的一个零对象(null object)。

相关定理

定理1 (1)若是范畴的一个终(始)[零]对象,是范畴的一个终(始)[零]对象。

(2) 若范畴有始(终)[零]对象,则各个始(终)[零]对象必是等价对象,因而从同构的观点看它们都是唯一的。

定理2 在一个范畴中的始对象与终对象是对偶的,从而零对象是自对偶的。

证明:设表示范畴中始对象的定义。于是

:是中的始对象,假若对于中的每一,恰有一个成员。

:是中验始对象,假若对于中的每一对象恰有一个成员。

:是中的终对象,假若对于中的每个,恰有一个。

命题3 设是范畴,若中的对象都是始(或终)对象,则。

证明: 若中的对象都是始对象,则都是单元集。设,于是,注意,并且是始对象,所以。同理。综上所证,可知。

举例分析

例1在集范畴Set中空集∅是始对象但不是终对象,每个单元素集如是一个终对象而不是始对象,可以证明,它没有零对象。

例2 在群范畴Grp和阿贝尔群范畴Ab中仅含一个元素的群(当群的复合运算是乘法时是)既是它们的始对象也是它们的终对象,因而是它们的零对象。在Grp中,平凡群是零对象。

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