米田引理的证明过程

作者: Obj_Arr | 来源:发表于2021-01-11 21:30 被阅读0次

    今天又看了一遍,这次总算是理清楚了,从头推到尾,没有跳过。

    只能说,要看懂证明不容易啊。

    开始的一部分是一些准备工作,给出问题的背景,定义一些要用的符号,比如双射\theta _{F,A},和自然变换\tau (a)。标记的两个式子将会多次使用。

    对于定义的自然变换,要验证自然性,也就是下图的交换性。这个通过函子F的性质可证。

    接下来证明了\theta _{F,A},\tau的互逆性。其实就是同构。运算过程中用到了他们的定义,还有就是标红的那一步使用了自然变换\alpha 的自然性,这个没有给出,不过可以仿照着写出。于是,双射就证明完毕了,同构限制在集合范畴中就是双射。

    然后是证明双射是自然的,因为定义里提及这个双射可视为A索引的自然变换。首先构造出所需的函子,毕竟自然变换是从函子到函子,定义中只给出了函子F,所以这里要把缺失的函子N定义出来。

    接着定义了自然变换\eta :N\to F\eta _A=\theta_{F,A}即双射关于A是自然变换,同样,要验证自然性。自然性成立,所以结论就成立了。

    最后,当A是小范畴时,函子范畴Fun(\mathcal A,Set)是有意义的,开始证明双射关于F也是自然变换,首先,依然是定义所需的两个函子M,ev_A

    然后,定义自然变换\mu :M\to ev_A\mu_F=\theta_{F,A}。验证自然性。


    证明虽然是看懂了,但是对理解似乎没什么帮助。并且,从这个证明的复杂性而言,图形化的表示反而是一种累赘,因为涉及的范畴不是常见的类型,也很难提供什么直观的见解。不过,对于每一小块而言还是很有意义的。

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