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代数对象的直接极限
Injective limit
设 $ \langle I,\leq \rangle $ 是一个有向集。设 $ \{A_{i}:i\in I\} $ 是一个由 $ I $ 索引的对象族,并且 $ f_{ij}\colon A_{i}\rightarrow A_{j} $ 是对于所有 $ i\leq j $ 的同态,满足以下性质:
- $ f_{ii}\, $ 是 $ A_{i}\, $ 上的恒等映射,并且
- $ f_{ik}=f_{jk}\circ f_{ij} $ 对于所有 $ i\leq j\leq k $。
那么对偶 $ \langle A_{i},f_{ij}\rangle $ 称为 $ I $ 上的一个直接系统。
直接系统 $ \langle A_{i},f_{ij}\rangle $ 的直接极限记作 $ \varinjlim A_{i} $,定义如下。
它的底层集合是 $ A_{i} $ 的不交并集模某个等价关系 $ \sim \, $:
$$ \varinjlim A_{i}=\bigsqcup _{i}A_{i}{\bigg /}\sim . $$
这里,如果 $ x_{i}\in A_{i} $ 和 $ x_{j}\in A_{j} $,则 $ x_{i}\sim \,x_{j} $ 当且仅当存在某个 $ k\in I $ 使得 $ i\leq k $ 且 $ j\leq k $ 并且 $ f_{ik}(x_{i})=f_{jk}(x_{j})\, $。直观上,不交并集中的两个元素当且仅当它们在直接系统中“最终变得相等”时是等价的。一个等价的表述是,一个元素等价于它在直接系统映射下的所有像,即 $ x_{i}\sim \,f_{ij}(x_{i}) $ 只要 $ i\leq j $。
从这个定义中可以得到规范映射 $ \phi _{j}\colon A_{j}\rightarrow \varinjlim A_{i} $,将每个元素映射到它的等价类。 $ \varinjlim A_{i}\, $ 上的代数运算被定义为使这些映射成为同态。形式上,直接系统 $ \langle A_{i},f_{ij}\rangle $ 的直接极限由对象 $ \varinjlim A_{i} $ 及其规范同态 $ \phi _{j}\colon A_{j}\rightarrow \varinjlim A_{i} $ 组成。 |
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