กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 7 นาที

โคฟรีโคอัลเจบรา

คอลเกบราส

ในพีชคณิตโคฟรีโคเจบราของปริภูมิเวกเตอร์หรือโมดูลเป็นอนาล็อกของโคเจบรา ของ ฟรีแอลเจบราของปริภูมิเวกเตอร์ โคฟรีโคเจบราของปริภูมิเวกเตอร์ ใดๆ บนฟิลด์นั้นมีอยู่จริง

โคฟรีโคอัลเจบรา

ในพีชคณิตโคฟรีโคเจบราของปริภูมิเวกเตอร์หรือโมดูลเป็นอนาล็อกของโคเจบรา ของ ฟรีแอลเจบราของปริภูมิเวกเตอร์ โคฟรีโคเจบราของปริภูมิเวกเตอร์ ใดๆ บนฟิลด์นั้นมีอยู่จริง แม้ว่าจะซับซ้อนกว่าที่คาดคิดจากการเปรียบเทียบกับฟรีแอลเจบราก็ตาม

คำนิยาม

ถ้าVเป็นปริมาณเวกเตอร์เหนือฟิลด์Fแล้ว โคอัลจีบราแบบอิสระC  ( V ) ของVคือโคอัลจีบราพร้อมกับแผนที่เชิงเส้นC  ( V ) → Vโดยที่แผนที่เชิงเส้นใดๆ จากโคอัลจีบราXไปยังVจะแยกตัวประกอบผ่านโฮโมมอร์ฟิซึมของโคอัลจีบราจากXไปยังC  ( V ) กล่าวอีกนัยหนึ่งฟังก์ชันCเป็นตัวผกผันทางขวาของฟังก์ชันลืมจากโคอัลจีบราไปยังปริมาณเวกเตอร์

โคฟรีโคเจบราของปริภูมิเวกเตอร์มีอยู่เสมอ และมีเอกลักษณ์เฉพาะตัวจนถึงไอโซมอร์ฟิซึมแบบแคนอนิ

โคอัลจีบราแบบโคคอมมิวเททีฟแบบอิสระถูกกำหนดในลักษณะที่คล้ายคลึงกัน และสามารถสร้างขึ้นได้โดยใช้โคอัลจีบราแบบโคคอมมิวเททีฟที่ใหญ่ที่สุดในโคอัลจีบราแบบโคฟรี

การก่อสร้าง

C  ( V ) อาจถูกสร้างขึ้นเพื่อเติมเต็มโคอัลจีบราเทนเซอร์T ( V )ของVสำหรับk N = {0, 1, 2, ...} ให้TkVแทนกำลังเทนเซอร์kเท่าของV :

ทีเควี=วีเค=วีวีวี,{\displaystyle T^{k}V=V^{\otimes k}=V\otimes V\otimes \cdots \otimes V,}

โดยที่T 0 V = FและT 1 V = Vดังนั้นT ( V ) คือผลรวมโดยตรง ของ T k Vทั้งหมด:

ที(วี)=เคเอ็นทีเควี=เอฟวี(วีวี)(วีวีวี).{\displaystyle T(V)=\bigoplus _{k\in \mathbb {N} }T^{k}V=\mathbb {F} \oplus V\oplus (V\otimes V)\oplus (V\otimes V\otimes V)\oplus \cdots .}

นอกเหนือจาก โครงสร้าง พีชคณิตแบบแบ่งระดับที่กำหนดโดยไอโซมอร์ฟิซึมผลคูณเทนเซอร์T j VT k VT j + k Vสำหรับj , k Nแล้วT ( V ) ยังมีโครงสร้างโคอัลจีบราแบบแบ่งระดับ Δ  : T ( V ) → T ( V ) ⊠ T ( V ) ซึ่งกำหนดโดยการขยาย

Δ(วี1วีเค):=เจ=0เค(วี0วีเจ)(วีเจ+1วีเค+1){\displaystyle \Delta (v_{1}\otimes \dots \otimes v_{k}):=\sum _{j=0}^{k}(v_{0}\otimes \dots \otimes v_{j})\boxtimes (v_{j+1}\otimes \dots \otimes v_{k+1})}

โดยความเป็นเส้นตรงสำหรับ T ( V ) ทั้งหมด

ในที่นี้ สัญลักษณ์ผลคูณเทนเซอร์ ⊠ ใช้เพื่อระบุผลคูณเทนเซอร์ที่ใช้ในการกำหนดโคอัลเจบรา อย่าสับสนกับผลคูณเทนเซอร์ ⊗ ซึ่งใช้ในการกำหนดตัวดำเนินการคูณเชิงเส้นทวิภาคของเทนเซอร์แอลเจบรา ทั้งสองทำงานในปริภูมิที่แตกต่างกัน บนวัตถุที่แตกต่างกัน สามารถอ่านรายละเอียดเพิ่มเติมได้ในบทความ เกี่ยว กับเทนเซอร์แอลเจบรา

ผลรวมข้างต้นใช้เทคนิคย่อในการกำหนดวี0=วีเค+1=1เอฟ{\displaystyle v_{0}=v_{k+1}=1\in \mathbb {F} }เพื่อเป็นหน่วยในสนามเอฟ{\displaystyle \mathbb {F} }ตัวอย่างเช่น เทคนิคการเขียนย่อนี้ให้ผลลัพธ์ดังนี้ ในกรณีของเค=1{\displaystyle k=1}จากผลรวมข้างต้น ผลลัพธ์ที่ได้คือ

Δ(วี)=1วี+วี1{\displaystyle \Delta (v)=1\boxtimes v+v\boxtimes 1}

สำหรับวีวี{\displaystyle v\in V}ในทำนองเดียวกัน สำหรับเค=2{\displaystyle k=2}และวี,วี{\displaystyle v,w\in V}คนๆ หนึ่งจะได้

Δ(วี)=1(วี)+วี+(วี)1.{\displaystyle \Delta (v\otimes w)=1\boxtimes (v\otimes w)+v\boxtimes w+(v\otimes w)\boxtimes 1.}

โปรดทราบว่าไม่จำเป็นต้องเขียนอะไรเลย1วี{\displaystyle 1\otimes v}เนื่องจากนี่เป็นเพียง การคูณสเกลาร์แบบธรรมดาในทางพีชคณิต กล่าวคือ เราสามารถได้ผลลัพธ์นั้นอย่างง่ายดาย1วี=1วี=วี.{\displaystyle 1\otimes v=1\cdot v=v.}

ด้วยผลคูณปกติผลคูณ ร่วมนี้ ไม่ได้ทำให้T ( V ) กลายเป็นไบอัลจีบราแต่กลับเป็นคู่ตรงข้ามกับโครงสร้างอัลจีบราบนT ( V * ) โดยที่V *หมายถึงปริภูมิเวกเตอร์คู่ตรงข้ามของแผนที่เชิงเส้นVFสามารถเปลี่ยนให้เป็นไบอัลจีบราได้ด้วยผลคูณวีฉันวีเจ=(ฉัน,เจ)วีฉัน+เจ{\displaystyle v_{i}\cdot v_{j}=(i,j)v_{i+j}}โดยที่(i,j)หมายถึงสัมประสิทธิ์ทวินาม(ฉัน+เจฉัน){\displaystyle {\tbinom {i+j}{i}}}ไบอัลเจบรานี้เรียกว่า ไบอัลเจบราฮอปฟ์กำลังแบ่ง ผลคูณนี้เป็นคู่ตรงข้ามกับโครงสร้างโคอัลเจบราบนT ( V ) ซึ่งทำให้เทนเซอร์อัลเจบราเป็นไบอัลเจบรา

ในที่นี้ องค์ประกอบของT ( V ) กำหนดรูปแบบเชิงเส้นบนT ( V * ) โดยใช้การจับคู่ที่ไม่เสื่อมสภาพ

ทีเควี×ทีเควี*เอฟ{\displaystyle T^{k}V\times T^{k}V^{*}\to \mathbb {F} }

เกิดจากการประเมิน และความเป็นคู่ระหว่างผลคูณร่วมบนT ( V ) และผลคูณบนT ( V ) หมายความว่า

Δ(เอฟ)(เอ)=เอฟ(เอ).{\displaystyle \Delta (f)(a\otimes b)=f(ab).}

ความเป็นคู่กันนี้ขยายไปถึงการจับคู่ที่ไม่เสื่อมถอยด้วย

ที^(วี)×ที(วี*)เอฟ,{\displaystyle {\hat {T}}(V)\times T(V^{*})\to \mathbb {F} ,}

ที่ไหน

ที^(วี)=เคเอ็นทีเควี{\displaystyle {\hat {T}}(V)=\prod _{k\in \mathbb {N} }T^{k}V}

คือผลคูณโดยตรงของกำลังเทนเซอร์ของV (ผลรวมโดยตรงT ( V ) คือปริภูมิย่อยของผลคูณโดยตรงซึ่งมีส่วนประกอบที่ไม่เป็นศูนย์เพียงจำนวนจำกัดเท่านั้น) อย่างไรก็ตาม ผลคูณร่วม Δ บนT ( V ) ขยายได้เฉพาะแผนที่เชิงเส้นเท่านั้น

Δ^:ที^(วี)ที^(วี)^ที^(วี){\displaystyle {\hat {\Delta }}\colon {\hat {T}}(V)\to {\hat {T}}(V){\hat {\otimes }}{\hat {T}}(V)}

โดยมีค่าอยู่ในผลคูณเทนเซอร์ที่เสร็จสมบูรณ์ซึ่งในกรณีนี้คือ

ที^(วี)^ที^(วี)=เจ,เคเอ็นทีเจวีทีเควี,{\displaystyle {\hat {T}}(V){\hat {\otimes }}{\hat {T}}(V)=\prod _{j,k\in \mathbb {N} }T^{j}V\otimes T^{k}V,}

และประกอบด้วยผลคูณเทนเซอร์เป็นปริภูมิย่อยที่เหมาะสม:

ที^(วี)ที^(วี)={Xที^(วี)^ที^(วี):เคเอ็น,เอฟเจ,จีเจที^(วี) สต X=เจ=0เค(เอฟเจจีเจ)}.{\displaystyle {\hat {T}}(V)\otimes {\hat {T}}(V)=\{X\in {\hat {T}}(V){\hat {\otimes }}{\hat {T}}(V):\exists \,k\in \mathbb {N} ,f_{j},g_{j}\in {\hat {T}}(V){\text{ st }}X={\textstyle \sum }_{j=0}^{k}(f_{j}\otimes g_{j})\}.}

โคอัลจีบราเทนเซอร์ที่สมบูรณ์C  ( V ) คือปริภูมิย่อยที่ใหญ่ที่สุดC ที่สอดคล้องกับ

ที(วี)ซีที^(วี) และ Δ^(ซี)ซีซีที^(วี)^ที^(วี),{\displaystyle T(V)\subseteq C\subseteq {\hat {T}}(V){\text{ และ }}{\hat {\Delta }}(C)\subseteq C\otimes C\subseteq {\hat {T}}(V){\hat {\otimes }}{\hat {T}}(V),}

ซึ่งมีอยู่จริงเพราะถ้าC และC ตรงตามเงื่อนไขเหล่านี้ ผลรวมของC + C ก็จะตรงตาม เงื่อนไข เหล่านั้นด้วย

ปรากฏว่า[ 1 ] C  ( V ) เป็นปริภูมิย่อยขององค์ประกอบตัวแทน ทั้งหมด :

ซี(วี)={เอฟที^(วี):Δ^(เอฟ)ที^(วี)ที^(วี)}.{\displaystyle C(V)=\{f\in {\hat {T}}(V):{\hat {\Delta }}(f)\in {\hat {T}}(V)\otimes {\hat {T}}(V)\}.}

นอกจากนี้ ตามหลักการจำกัดของโคอัลจีบรา ฟังก์ชันf C  ( V ) ใดๆ จะต้องอยู่ในซับโคอัลจีบราที่มีมิติจำกัดของC  ( V ) โดยใช้การจับคู่แบบทวิภาคกับT ( V ) จะได้ว่าf C  ( V ) ก็ต่อเมื่อเคอร์เนลของfบนT ( V ) ประกอบด้วยไอเดียลสองด้านที่มีมิติร่วมจำกัด หรือเทียบเท่ากัน

ซี(วี)={ฉัน0ที^(วี):ฉันที(วี*),โอฉันฉัน<}{\displaystyle C(V)=\bigcup \{I^{0}\subseteq {\hat {T}}(V):I\triangleleft T(V^{*}),\,\mathrm {codim} \,I<\infty \}}

คือการรวมกันของตัวทำลายI 0ของอุดมคติร่วมมิติจำกัดIในT ( V ) ซึ่งสมมาตรกับคู่ของผล หารพีชคณิตมิติจำกัดT ( V )/ I  

ตัวอย่าง

เมื่อV = F , T ( V ) คือพีชคณิตพหุนามF [ t ] ในตัวแปรเดียวtและผลคูณโดยตรง

ที^(วี)=เคเอ็นทีเควี{\displaystyle {\hat {T}}(V)=\prod _{k\in \mathbb {N} }T^{k}V}

อาจระบุได้ด้วยปริมาณเวกเตอร์F [[τของอนุกรมกำลังอย่างเป็นทางการ

เจเอ็นเอเจτเจ{\displaystyle \sum _{j\in \mathbb {N} }a_{j}\tau ^{j}}

ในτ ที่ไม่แน่นอน ผลคูณร่วม Δ บนปริภูมิย่อยF [ τ ] ถูกกำหนดโดย

Δ(τเค)=ฉัน+เจ=เคτฉันτเจ{\displaystyle \Delta (\tau ^{k})=\sum _{i+j=k}\tau ^{i}\otimes \tau ^{j}}

และC  ( V ) เป็นปริภูมิย่อยที่ใหญ่ที่สุดของF [[τซึ่งขยายไปสู่โครงสร้างโคอัลจีบรา

ความเป็นคู่F [[τ]] × F [ t ] → Fถูกกำหนดโดยτ j ( t k ) = δ ดังนั้น

(เจเอ็นเอเจτเจ)(เค=0เอ็นเคทีเค)=เค=0เอ็นเอเคเค.{\displaystyle {\biggl (}\sum _{j\in \mathbb {N} }a_{j}\tau ^{j}{\biggr )}{\biggl (}\sum _{k=0}^{N}b_{k}t^{k}{\biggr )}=\sum _{k=0}^{N}a_{k}b_{k}.}

เมื่อกำหนดt = τ −1จะได้พจน์คงที่ในผลคูณของอนุกรมลอเรนต์เชิงรูปธรรมสองชุดดังนั้น เมื่อกำหนดพหุนามp ( t ) ที่มีพจน์นำหน้าt Nอนุกรมลอเรนต์เชิงรูปธรรม

τเจเอ็นพี(τ1)=τเจτเอ็นพี(τ1){\displaystyle {\frac {\tau ^{j-N}}{p(\tau ^{-1})}}={\frac {\tau ^{j}}{\tau ^{N}p(\tau ^{-1})}}}

เป็นอนุกรมกำลังเชิงรูปธรรมสำหรับj N ใดๆ และทำลายอุดมคติI ( p ) ที่สร้างโดยpสำหรับj < Nเนื่องจากF [ t ]/ I ( p ) มีมิติNอนุกรมกำลังเชิงรูปธรรมเหล่านี้จึงครอบคลุมตัวทำลายของI ( p ) ยิ่งไปกว่านั้น พวกมันทั้งหมดอยู่ในโลคัลไลเซชันของF [ τ ] ที่อุดมคติที่สร้างโดยτกล่าวคือ พวกมันมีรูปแบบf ( τ )/ g ( τ ) โดยที่fและgเป็นพหุนาม และgมีพจน์คงที่ที่ไม่เป็นศูนย์ นี่คือปริภูมิของฟังก์ชันตรรกยะในτซึ่งปกติที่ศูนย์ ในทางกลับกัน ฟังก์ชันตรรกยะที่เหมาะสมใดๆ ก็ทำลายอุดมคติในรูปแบบI ( p ) ได้

ไอเดียลใดๆ ที่ไม่เป็นศูนย์ของF [ t ] ถือเป็นไอเดียลหลักโดยมีผลหารที่มีมิติจำกัด ดังนั้นC  ( V ) จึงเป็นผลรวมของตัวทำลายของไอเดียลหลักI ( p ) กล่าวคือ ปริภูมิของฟังก์ชันตรรกยะที่ปกติที่ศูนย์

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Cofree_coalgebra&oldid=1356757683 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ โคฟรีโคอัลเจบรา

ในพีชคณิตโคฟรีโคเจบราของปริภูมิเวกเตอร์หรือโมดูลเป็นอนาล็อกของโคเจบรา ของ ฟรีแอลเจบราของปริภูมิเวกเตอร์ โคฟรีโคเจบราของปริภูมิเวกเตอร์ ใดๆ บนฟิลด์นั้นมีอยู่จริง

คำนิยาม

ถ้า V เป็นปริมาณเวกเตอร์เหนือฟิลด์ F แล้ว โคอัลจีบราแบบอิสระ C ( V ) ของ V คือโคอัลจีบราพร้อมกับ แผนที่เชิงเส้น C ( V ) → V โดยที่แผนที่เชิงเส้นใดๆ จากโคอัลจีบรา X ไปยัง V จะแยกตัวประกอบผ่านโฮโมมอร์ฟิซึมของโคอัลจีบราจาก X ไปยัง C ( V ) กล่าวอีกนัยหนึ่ง...

การก่อสร้าง

C ( V ) อาจถูกสร้างขึ้นเพื่อ เติมเต็ม โค อัลจีบราเทนเซอร์ T ( V ) ของ V สำหรับ k ∈ N = {0, 1, 2, ...} ให้ TkV แทน กำลังเทน เซอร์ k เท่าของ V :

ตัวอย่าง

เมื่อ V = F , T ( V ∗ ) คือพีชคณิตพหุนาม F [ t ] ในตัวแปรเดียว t และผลคูณโดยตรง