忠實函子

忠實函子

忠實函子(faithful functor)亦稱信守函子,是全函子的對偶概念。設F:C→D為函子,若τ,σ∈HomC(A,B),τ≠σ,必F(τ)≠F(σ),則稱F為C到D的忠實函子。類似地可定義反變忠實函子。包含函子當然是忠實函子,嵌入函子也是忠實函子。

基本介紹

  • 中文名:忠實函子
  • 外文名:faithful functor
  • 別稱:信守函子
  • 相關概念:完全函子,恆等函子,具體範疇等
  • 所屬學科:數學
基本介紹,定義,完滿函子與忠實函子,相關概念,恆等函子,具體範疇,範疇生成子,

基本介紹

定義

定義1設
為共變(反變)函子,若對任意的
以及任意的
,在
時必有
,則稱F為忠實函子(faithful functor)。否則稱F為不忠實函子,注意函子的忠實性是對態射而言的。

完滿函子與忠實函子

定義2設F是由範疇
到
的函子,若對於
的每對對象
都能使
到
中的映射
是單射,則稱F為忠實函子(faithfulfunctor)。
  
定義3 設F是由範疇
到
的函子,若對於
的每對對象
都能使
到
中的映射
是滿射,則稱F為完滿函子(full functor),亦稱完全函子。
例1(1)設
是範疇
的子範疇,則
到
的、使
的每個對象A映射到(
的)對象A,且使
的每個態射
映射到(
的)態射
的映射F作成一個由
到
的單射函子(injectionfunctor)。
(2)由群範疇Grp到集範疇Set的函子F:它是一個使群的對象類映射入群的基集,使群的同態射映入相應的映射的映射。
(3) 取任一單元環
,則它具有兩種代數結構:加群
及單元半群
,此外,一個環同態同時也是一個加群同態和一個單元半群同態,按照上述方法可得到由Ring到Ab的函子及由Ring到Mon的函子。
(4) 積範疇
到範疇
中的射影函子(projectionfunctor):它是將
的對象
映射到
的對象A,將
映射到
的映射
。
分析:(1)由範疇
的子範疇
到
的單射函子是忠實函子;它是完滿函子若且唯若
是
的完滿子範疇。
(2)、(3)的由Grp到Set、由Ring到Ab及由Ring到Mon的函子都是忠實的,但卻不是完滿的。
(4)由
到
的射影函子是完滿的但卻不是忠實的。

相關概念

恆等函子

如果
使
,且
對任意的
中態射成立,則F稱為恆等(單位)函子(identity functor)。容易看出,恆等函子是忠實函子。

具體範疇

在範疇論的套用中,特別是在同調代數中,最感興趣的是所謂“具體範疇”(concrete category)。通常認為:若範疇
的對象都是集合,且態射首先是集映射,則
為具體範疇,對這種範疇
中任意的對象A,以
表示A的基礎集(即將A只看作集合)。於是
且
。容易看出,
也是一個共變的忠實函子。於是,更一般地,若有從範疇
到
的忠實函子
,則稱
為一個具體範疇。
當具體範疇
的對象都具有某些結構時,比如拓撲群範疇
中的對象都有拓撲結構與群結構,上述的
起著“忘卻
中對象的結構,只看作集合,態射也只看作集映射”的作用,特稱為忘卻函子(forgetful functor)。有時,將忘卻部分結構的函子稱為部分忘卻函子,比如忘卻拓撲群的拓撲結構,只注意群結構,則得
到G的部分忘卻函子。

範疇生成子

範疇生成子(generator of a category)是範疇的一個特殊對象,範疇C中使
為忠實函子的對象A稱為它的一個生成子。換句話說,對任意的C中對象X,Y,若
,且
,則必有
使
,這時就稱A為C的一個生成子。對偶地可定義上生成子的概念,即C中使
為忠實函子(即對上述的
,必有
使
)的對象A稱為它的一個上生成子,A為C的上生成子等價於A為C的對偶範疇C°的生成子。

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