Skip to content

定义Definition

范畴积与余积

施工中 · 内容逐步修订

Categorical product · Coproduct

由到各分量或从各分量的箭头所刻画的二元极限与余极限。

形式陈述 ​

设 X,Y 是范畴 C 中的对象。它们的积由对象 P 与投影 πX:P→X、πY:P→Y 组成,并满足:对任意 f:Z→X、g:Z→Y,存在唯一态射 ⟨f,g⟩:Z→P,使

πX∘⟨f,g⟩=f,πY∘⟨f,g⟩=g.

对偶地,余积由对象 Q 与结构态射 ιX:X→Q、ιY:Y→Q 组成,后者称为典范射入;对任意 f:X→Z、g:Y→Z,存在唯一余配对 [f,g]:Q→Z,使

[f,g]∘ιX=f,[f,g]∘ιY=g.

积或余积存在时,连同结构态射在唯一保持这些态射的同构下确定。空积是终对象,空余积是始对象。

直觉

积把两条共同出发的箭头合成一条:给出到 X、Y 的映射,就能唯一映到积中,再由投影读出两个分量。余积把两条共同到达的箭头拼成一条:分别规定从 X、Y 出发怎样映到 Z,就唯一确定了从余积到 Z 的映射。

积与余积的对偶泛性质
例子与边界

在 Set 中,积是笛卡尔积。给定 f:Z→X、g:Z→Y,配对映射为 z↦(f(z),g(z))。两个投影确定每个有序对的坐标,所以也确定了整个配对映射。

集合的余积是不交并,可写成

X⊔Y=(X×{0})∪(Y×{1}).

给定 f:X→Z、g:Y→Z,规定 [f,g](x,0)=f(x)、[f,g](y,1)=g(y),便得到唯一映射。来源标签使两个单点集的余积有两个元素,而它们的积只有一个元素。

在群范畴中,积为直积,余积为自由积。例如 C2×C2 有四个元素,C2∗C2 中却有任意长的交替约化词,因而无限。改到 Abel 群范畴后,有限直和同时实现积与余积:从 A⊕B 到 C 的映射由 (a,b)↦f(a)+g(b) 给出,交换律保证它是群同态。

若一个范畴只有两个不同对象 X,Y 及各自的恒等态射,则 X,Y 没有积:任何候选对象都缺少到另一对象的投影。反转箭头后同样可知它们没有余积。

推论与应用

泛性质直接给出积上的映射。若 a:X→X′、b:Y→Y′,定义 a×b 为投影分别是 aπX、bπY 的唯一态射。两次这样构造后,其投影等于两组分量的复合,所以

(a′×b′)∘(a×b)=(a′a)×(b′b).

选定各对对象的积后,这就是积函子的复合律。余积上的映射用射入态射对偶地定义。积是二点离散图形的极限,余积是同一图形的余极限;类型论中的积类型与和类型分别采用这两套配对规则。

参考资料
关系图谱11 个相邻概念 · 3 类关系

拖动节点调整位置。

显示关系

显示:依赖

  1. 前置三跳
  2. 前置二跳
  3. 前置一跳
  4. 当前条目
  5. 后续一跳
  6. 后续二跳
  7. 后续三跳
文字版关系按与当前条目的最短距离分组
分类位置

上位 / 更一般

下位 / 直接特例

暂未标注直接特例。

类型化关系

使用的工具

被这些条目使用