Files
silikat-problems/problems/problem12bprime.typ
2026-10-11 19:15:55 +03:00

72 lines
3.4 KiB
Typst
Raw Permalink Blame History

This file contains ambiguous Unicode characters
This file contains Unicode characters that might be confused with other characters. If you think that this is intentional, you can safely ignore this warning. Use the Escape button to reveal them.
#import "../utils/boxes.typ": *
#import "../utils/macros.typ": *
#import "@preview/fletcher:0.5.8" as fletcher: diagram, node, edge
#problembox[
б') Пусть даны категории $cal(I), cal(J), cal(C)$. Пусть даны функторы $phi: cal(J) -> cal(I)$, $alpha: cal(I) -> cal(C)$, $beta: cal(I)^"op" -> cal(C)$. Определите естественные морфизмы $colim(alpha compose phi) -> colim(alpha)$ и $lim(beta) -> lim(beta compose phi^"op")$ в предположении, что все пределы существуют. (Это будет на след. лекции, но попробуйте догадаться самостоятельно).
]
== Решение
=== Для копределов
Обозначим $iota: alpha ==> colim alpha$, $tau: (alpha compose phi) ==> colim (alpha compose phi)$ --- коконусы.
Хотим: коконус $psi: (alpha compose phi) ==> colim alpha$.
Построим его с помощью переиндексации
$ psi_j := iota_(phi(j)) $
Очевидно, это коконус.
По универсальному свойству, $forall X in cal(C)$ и коконуса $mu: (alpha compose phi) ==> X$ существует единственное $theta: colim(alpha compose phi) -> X$ т.ч
$ theta compose tau_(j) = mu_(j) $
Пололжим $X = colim alpha, mu = psi$.
#cdiagram({
node((-1, -1), [$alpha(phi(j))$])
node((1, 1), [$op("colim") (alpha compose phi)$])
node((3, -1), [$alpha (phi(j'))$])
node((1, 3), [$op("colim") alpha$])
edge((-1, -1), (3, -1), [$alpha(phi(f))$], label-side: left, "->")
edge((-1, -1), (1, 1), [$tau_j$], label-side: right, "->")
edge((3, -1), (1, 1), [$tau_j'$], label-side: left, "->")
edge((-1, -1), (1, 3), [$psi_j$], label-side: left, "->", bend: -30deg)
edge((3, -1), (1, 3), [$psi_j'$], label-side: left, "->", bend: 30deg)
edge((1, 1), (1, 3), [$theta$], label-side: left, "-->")
})
#answerbox[
#align(center)[
Определили $theta: colim (alpha compose phi) -> colim alpha$
]
]
=== Для пределов
Имеем пределы с их каноническими конусами:
- $pi: lim beta ==> beta$ для функтора $beta: cal(I)^"op" -> cal(C)$,
- $q: lim (beta compose phi^"op") ==> (beta compose phi^"op")$ для функтора $beta compose phi^"op": cal(J)^"op" -> cal(C)$.
Построим конус $p: lim beta ==> (beta compose phi^op)$ с помощью переиндексации:
$ p_j := pi_phi(j) $
Тогда по универсальному свойству предела $lim(beta compose phi^"op")$ существует единственный морфизм $eta: lim beta -> lim (beta compose phi^"op")$, делающий диаграмму коммутативной:
#cdiagram({
node((0, 4), [$beta(phi(j))$])
node((4, 4), [$beta(phi(j'))$])
node((2, 2), [$lim (beta compose phi^"op")$])
node((2, 0), [$lim beta$])
edge((4, 4), (0, 4), [$beta(phi(f))$], label-side: left, "->")
edge((2, 2), (0, 4), [$q_j$], label-side: right, "->")
edge((2, 2), (4, 4), [$q_(j')$], label-side: left, "->")
edge((2, 0), (2, 2), [$eta$], label-side: right, "-->")
edge((2, 0), (0, 4), [$p_j$], label-side: right, "->", bend: -30deg)
edge((2, 0), (4, 4), [$p_j'$], label-side: left, "->", bend: 30deg)
})
#answerbox[
#align(center)[
Определили $eta: lim beta -> lim (beta compose phi^op)$
]
]