伴随函子
伴随函子
伴随函子(对)(adjoint functor (pair)),亦称相伴函子(对)。范畴论的基本概念之一。它在同调代数等学科中有着重要应用。该概念由坎(Kan, 糖尿病)于1958年提出。设F:L→D,G:D→L为两个函子。若有自然等价h(—,—):HomL(G(—),—)→HomD(—,F(—)),其中h(—,—)为集值二元映射(即,对∀ A∈L,B∈D,h(B,A):HomL(G(B),A)→HomD(B,F(A))为双射),则称G为F的左伴随函子,F为G的右伴随函子,而(F,G)称为伴随函子(对)。例如,同调代数中的重要函子G=一ⓧB与F=Hom(B,—)为伴随函子(对)。伴随函子对有着重要的性质,例如,当(F,G)为伴随函子对时,F必是右正合的,G必是左正合的。
简介概况
在数学研究中,人们往往通过不同的方法来比较所研究的数学对象,例如在范畴论中,利用同构和等价来刻划两个研究对象是相同和等价的,然而同构和等价都是比较强的条件,伴随函子是用更弱的条件来研究对象之间的关系。伴随函子的概念最先是由坎(Kan, D.M.)于1958年提出来的,此后伴随函子理论被广泛应用于范畴、环与模论等研究领域,正如Saunders Mac Lane宣称的那样:伴随函子无处不在,现在它已成为代数学的重要概念及工具之一。
等价定义
单位泛态射形式定义
给定两个函子F:C→D与G:D→C,自然变换η:1→GF。F G称为伴随对,若对任意C∈C,D∈D,f:C→GD,存在惟一的g:FC→D,使得f=G(g)η。即
类似的,可以定义余单位泛态射来定义伴随。
余单位泛态射形式定义
给定两个函子F:C→D与G:D→C,自然变换δ:FG→1。F G称为伴随对,若对任意C∈C,D∈D,g:FC→D,存在惟一的f:C→GD,使得g=δF(f)。即
单位余单位形式定义
给定两个函子F:C→D与G:D→C,两个自然变换η:1→GF,δ:FG→1。F G称为伴随对,若对任意C∈C,D∈D,有下面的交换图
即δF·F=1F,Gδ·ηG=1。
Hom-Set形式定义
两个函子F:C→D与G:D→C称为伴随对,若每对对象(C,D),其中C∈C,D∈D,存在一个同构
ψ=ψ:D(FC,D)≅C(C,GD)。
注1:Hom(FC,D)常简记为D(FC,D)=(FC,D)=(FC,D)。
注2:ψ是双射,且在C,D处是自然的,所以Hom(FC,D)事实上是一个双函子,对所有的f:C″→C,g:D→D′,有下面两个交换图(*)
应用示例
伴随函子在范畴论与表示论中有着广泛应用,如单子余单子、Recollement等概念都是由伴随函子给出的,下面是关于伴随函子的一个重要例子。设B∈M,B⊗-是M到M张量函子,Hom(B,-)是M到MHom函子ψ:Hom(B⊗A,C)→Hom(A,Hom(B,C))是同构态射,并且对任意α∈Hom(A,A′),γ∈Hom(A,A′),有交换图
因此,(B⊗-,Hom(B,-))是一对伴随函子。
参考资料

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目录
概述
简介概况
等价定义
应用示例
参考资料