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等化子

数学范畴论分支,若干个函数等化子(英语:equaliser)是使其值相等的参数的集合。换言之,两个函数的等化子,是方程解集英语solution set。仅得两个函数时,也称为其差核,因为等于两个函数之英语Kernel (category theory)

定义

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集合。又设为从函数。则等化子中所有满足的元素的集合,以符号表示为:

等化子可以表示成或类似的符号,如改成小楷。有时非正式地写成

上述定义用到两个函数,但其实不必限制为两个函数,甚至不必为有限多个函数。一般而言,若是一族函数,从映向,则的元素的等化子,是使对所有皆相等的元素的集合。以符号表示:

可以写成,则等化子亦记为。此情况下,亦可非正式地写成

作为一般定义的退化,考虑单元集。由于必然等于自己,等化子等于整个定义域。更退化的情况下,设空集。则等化子仍为全个定义域,因为条件的全称量化命题为空真命题英语vacuously true

差核

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二元的等化子(即两个函数的等化子)又称差核(英语:difference kernel)。的差核可以记为。最后一种写法表明名称的由来,是两个函数之差的,而且抽象代数中,该写法亦最常用。此外,单一个函数的核,可以作为差核找到,其中表示取零值常数函数

以上假设核的意义如同抽象代数中,解作某函数作用下,原像,但在范畴论定义中,并不一定。

范畴论

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等化子可以用泛性质定义,以将此概念从集合范畴推广到任意的范畴

一般地,在任意范畴中,设为物件,而为自态射。此两件物件及两个态射组成该范畴的一幅,而的等化子,则是该图表的极限

具体而言,等化子是物件与态射的整体,满足,且对任意物件与态射,若有,则存在唯一的态射,使得

其中态射满足的条件,即,又称为等化(英语:equalise[1]

泛代数范畴,例如有定义差核的范畴,或集合范畴,物件总可以按原始定义(即)选取,而相应的态射则是作为子集包含映射

可以直接推广到多于两支态射的情况,只要用在图中,添加更多支态射,然后再取极限便可。同样,只有一支态射的退化情况也很直接,而可以取为任何由同构

但是,无态射的退化情况较为特殊,要较仔细画出正确的图。一开始,可能会尝试画出物件,然后不加任何态射。然而,此为不正确,因为该图的极限,是范畴论积,而非所求的等化子(应为)。正确观念是,等化子的定义,与定义域密切相关(例如在集合范畴的情况下,出现在定义式中),但与的关联则仅在于是图中态射的陪域。 所以,若无态射,则不必出现,故图仅有。此图的极限,是任何间的同构。

可以证明,任意范畴中的等化子,皆为单态射。反之,若逆命题成立,即单态射皆为某两支态射的等化子,则该范畴(在单态射意义下)称为正则(英语:regular)。更一般地,任意范畴中,正则单态射是某族态射的等化子。也有作者更严格,要求其为某两个态射的二元等化子。然而,若所考虑的范畴完备英语complete category,则两种定义一致。

范畴论中,也有差核的概念。术语“差核”在范畴论各处也常用作描述二元等化子。预可加范畴中(于阿贝尔群范畴英语Category of abelian groups浓缩英语enriched category的范畴,粗略而言,即每个态射集皆具阿贝尔群结构),“差核”一词能逐字理解,因为两支(相同端点的)态射之差有定义,即,其中表示范畴论核英语kernel (category theory)

若范畴有拉回(纤维积)及积,则有等化子。

参见

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参考文献

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  1. ^ Barr, Michael; Wells, Charles. Category theory for computing science [电脑科学用的范畴论] (PDF). 1998: 266 [2013-07-20]. (原始内容 (PDF)存档于2016-03-04) (英语). 

外部链接

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