بروفونكتور

في نظرية الفئات ، وهي فرع من فروع الرياضيات ، تعتبر الدوال الأولية تعميمًا للعلاقات وأيضًا للوحدات الثنائية .

تعريف

المُوَصِّل (يُسمى أيضًا المُوزِّع من قِبَل المدرسة الفرنسية والوحدة النمطية من قِبَل مدرسة سيدني)ϕ{\displaystyle \,\phi }من فئةج{\displaystyle C}إلى فئةد{\displaystyle D}مكتوب

ϕ:جد{\displaystyle \phi :C\nrightarrow D}،

يُعرَّف بأنه دالة

ϕ:دoص×جSهـت{\displaystyle \phi :D^{\mathrm {op} }\times C\to \mathbf {Set} }

أيندoص{\displaystyle D^{\mathrm {op} }}يشير إلى الفئة المقابلة لـد{\displaystyle D}وSهـت{\displaystyle \mathbf {Set} }يشير إلى فئة المجموعات . بالنظر إلى التشكلاتو:دد،ز:جج{\displaystyle f:d\to d',g:c\to c'}على التوالي فيد،ج{\displaystyle D,C}وعنصرxϕ(د،ج){\displaystyle x\in \phi (d',c)}نكتبxوϕ(د،ج)،زxϕ(د،ج){\displaystyle xf\in \phi (d,c),gx\in \phi (d',c')}للدلالة على الأفعال.

باستخدام ذلك فئة الفئات الصغيرةجأت{\displaystyle \mathbf {Cat} }هل الإحداثيات الديكارتية مغلقة ، الدالة الأوليةϕ{\displaystyle \phi }يمكن اعتبارها دالة

ϕ^:جد^{\displaystyle {\hat {\phi}}:C\to {\hat {D}}}

أيند^{\displaystyle {\hat {D}}}يشير إلى الفئةSهـتدoص{\displaystyle \mathrm {Set} ^{D^{\mathrm {op} }}}من الحزم المسبقة علىد{\displaystyle D}.

مراسلة منج{\displaystyle C}لد{\displaystyle D}هو بروفونكتوردج{\displaystyle D\nrightarrow C}.

الوظائف الوظيفية كفئات

تعريف مكافئ للدالة الأوليةϕ:جد{\displaystyle \phi :C\nrightarrow D}هي فئة تكون عناصرها عبارة عن اتحاد منفصل لعناصرج{\displaystyle C}وأهدافد{\displaystyle D}، والتي تكون مورفيزماتها مورفيزمات لـج{\displaystyle C}وتشكلاتد{\displaystyle D}بالإضافة إلى صفر أو أكثر من التشكلات الإضافية من كائناتد{\displaystyle D}إلى أشياءج{\displaystyle C}المجموعات المذكورة في التعريف الرسمي أعلاه هي مجموعات التماثل بين كائناتد{\displaystyle D}وأشياءج{\displaystyle C}(تُعرف هذه أيضًا باسم المجموعات غير المتجانسة، لأن التشكلات المقابلة لها يمكن تسميتها تشكلات غير متجانسة ). يمكن استعادة التعريف السابق بتقييد دالة التجانس.ϕop×ϕSهـت{\displaystyle \phi ^{\text{op}}\times \phi \to \mathbf {Set} }لدop×ج{\displaystyle D^{\text{op}}\times C}.

وهذا يوضح أيضاً أنه يمكن اعتبار الدالة المساعدة علاقة بين موضوعاتج{\displaystyle C}وأهدافد{\displaystyle D}حيث يرتبط كل عنصر من عناصر العلاقة بمجموعة من التشكلات. الدالة هي حالة خاصة من الدالة الجزئية، تمامًا كما أن الدالة هي حالة خاصة من العلاقة.

تكوين الوظائف الأولية

المركبψϕ{\displaystyle \psi \phi }من اثنين من المؤثرات

ϕ:جد{\displaystyle \phi :C\nrightarrow D}وψ:دهـ{\displaystyle \psi :D\nrightarrow E}

يُعطى بواسطة

ψϕ=لأنYد(ψ^)ϕ^{\displaystyle \psi \phi =\mathrm {Lan} _{Y_{D}}({\hat {\psi }})\circ {\hat {\phi }}}

أينلأنYد(ψ^){\displaystyle \mathrm {Lan} _{Y_{D}}({\hat {\psi }})}هو امتداد كان الأيسر للدالةψ^{\displaystyle {\hat {\psi }}}على طول دالة يونيداYد:دد^{\displaystyle Y_{D}:D\to {\hat {D}}}لد{\displaystyle D}(الذي ينطبق على كل شيء)د{\displaystyle d}لد{\displaystyle D}يربط الدالةد(-،د):دoصSهـت{\displaystyle D(-,d):D^{\mathrm {op} }\to \mathrm {Set} }).

يمكن إثبات ذلك

(ψϕ)(هـ،ج)=(ددψ(هـ،د)×ϕ(د،ج))/{\displaystyle (\psi \phi )(e,c)=\left(\coprod _{d\in D}\psi (e,d)\times \phi (d,c)\right){\Bigg /}\sim }

أين{\displaystyle \sim }هي أقل علاقة تكافؤ بحيث(y،x)(y،x){\displaystyle (y',x')\sim (y,x)}كلما وُجد تشاكلv{\displaystyle v}فيد{\displaystyle D}بحيث

y=vyψ(هـ،د){\displaystyle y'=vy\in \psi (e,d')} و xv=xϕ(د،ج){\displaystyle x'v=x\in \phi (d,c)}.

وبالمثل، يمكن كتابة تركيب الدوال باستخدام نهاية مشتركة

(ψϕ)(هـ،ج)=د:دψ(هـ،د)×ϕ(د،ج){\displaystyle (\psi \phi )(e,c)=\int ^{d\colon D}\psi (e,d)\times \phi (d,c)}

فئتان من المؤثرات

تركيب الدوال الجزئية يكون ترابطيًا فقط حتى التشاكل (لأن الضرب ليس ترابطيًا تمامًا في المجموعة ). لذلك، فإن أفضل ما يمكن توقعه هو بناء فئة ثنائية Prof التي

  • الخلايا الصفرية هي فئات صغيرة ،
  • الخلايا المكونة من 1 خلية بين فئتين صغيرتين هي الدوال المساعدة بين هاتين الفئتين.
  • الخلايا الثنائية بين اثنين من المؤثرات الأولية هي التحولات الطبيعية بين تلك المؤثرات الأولية.

ملكيات

رفع الدوال الوظيفية إلى الدوال الوظيفية الفرعية

دالةF:جد{\displaystyle F:C\to D}يمكن اعتباره وظيفة وظيفيةϕF:جد{\displaystyle \phi _{F}:C\nrightarrow D}عن طريق التركيب اللاحق باستخدام دالة يونيدا:

ϕF=YدF{\displaystyle \phi _{F}=Y_{D}\circ F}.

يمكن إثبات أن مثل هذا المؤثرϕF{\displaystyle \phi _{F}}له مرافق أيمن . علاوة على ذلك، هذه سمة: دالة أوليةϕ:جد{\displaystyle \phi :C\nrightarrow D}يكون له مرافق أيمن إذا وفقط إذاϕ^:جد^{\displaystyle {\hat {\phi}}:C\to {\hat {D}}}العوامل من خلال إتمام كوشي لـد{\displaystyle D}أي أن هناك دالةF:جد{\displaystyle F:C\to D}بحيثϕ^=YدF{\displaystyle {\hat {\phi }}=Y_{D}\circ F}.

انظر أيضاً

مراجع