Русская Википедия:Двойственность (теория категорий)

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Двойственность в теории категорий — соотношение между свойствами категории Шаблон:Math и так называемыми двойственными свойствами двойственной категории Шаблон:Math. Взяв утверждение, касающееся категории Шаблон:Math и поменяв местами образ и прообраз каждого морфизма, так же как и порядок применения морфизмов, получим двойственное утверждение, касающееся категории Шаблон:Math. Принцип двойственности состоит в том, что истинные утверждения после такой операции переходят в истинные, а ложные в ложные.

Формальное определение

Язык теории категорий определяется как язык первого порядка с двумя видами символов — объектами и морфизмами, со свойством объекта быть образом или прообразом морфизма, а также с символом для композиции морфизмов.

Пусть Шаблон:Math — любое слово языка. Двойственное ему слово Шаблон:Math образуется следующими правилами:

  • поменять местами все «образы» на «прообразы» в Шаблон:Math,
  • обратить порядок композиции морфизмов, то есть все вхождения <math>g \circ f</math> заменить на <math>f \circ g</math>.

Иными словами, необходимо обратить все стрелки и переставить аргументы всех композиций.

Двойственность — это наблюдение, что Шаблон:Math выполняется в некоторой категории Шаблон:Math тогда и только тогда, когда Шаблон:Math выполнено в Шаблон:Math.

Примеры

  • Морфизм <math>f\colon A \to B</math> — мономорфизм, когда из <math>f \circ g = f \circ h</math> следует <math>g=h</math>. Применив операцию двойственности, получаем утверждение о том, что из <math>g \circ f = h \circ f</math> следует <math>g=h</math>. Для морфизма <math>f\colon B \to A</math>, это значит в точности то, что Шаблон:Math — эпиморфизм. Таким образом, свойство «быть мономорфизмом» двойственно свойству «быть эпиморфизмом».
  • Предел и копредел — двойственные понятия.
  • Начальный объект и терминальный объект — двойственные понятия.

Литература