Una categoría triangulada es una categoría matemática que satisface algunos axiomas que se basen en las características de la categoría de Homotopy de los espectros, y la categoría derivada de una categoría abeliana . Una t-categoría, aunque nombrada semejantemente, refiere a un concepto más específico .

Historia

La noción de una categoría derivada fue introducida en su tesis 1963 cerca Verdier, basado en las ideas Grothendieck . Él también definió la noción de una categoría triangulada, basada sobre la observación eso una categoría derivada tenía cierto " especial; triangles", anotando los axiomas para las características básicas de estos triángulos. Un sistema muy similar de axiomas fue anotado en el tiempo casi igual por A. Puppe en " Nicht-additiver Funktoren, " de Homologie; Instalación Fourier Grenoble 11 (1961), 201 de Ann.

Definición

Un functor de la traducción del en un D de la categoría es un T del automorfismo (o para algunos autores, una auto-equivalencia) del D a el D . Uno utiliza generalmente la notación X = T^n X \ y además para los morphisms del X al Y .

Un triángulo ( X, Y, Z, u, v, w ) del es un sistema del X de 3 objetos, del Y, y del Z, junto con el u de los morphisms del X al Y, v del Y a del Z y del w del Z al X . Los triángulos se escriben generalmente en la forma desenredada: X del \ xrightarrow {u} Y \ xrightarrow {v} Z \ xrightarrow {w}. Hay dos maneras al gira el triángulo antedicho: Y del \ xrightarrow {v} Z \ xrightarrow {w}   de X \ del xrightarrow {- u} ; o   Z \ xrightarrow {- w} X \ xrightarrow {u} Y \ xrightarrow {v}. \

¡Signo de menos adentro las rotaciones es importante!

Una categoría triangulada es un aditivo D de la categoría con a el functor de la traducción y una clase de triángulos, llamada distinguieron los triángulos, satisfaciendo las características siguientes:

(el TR 1) cada categoría triangulada contiene los triángulos siguientes:

  • * Para cualquier X del objeto, el triángulo siguiente es distinguido:
  • *: X \ overset {\ texto {identificación}} {\ a} X \ al
  • de 0 \ to. * Para cualquie morphism del X al Y, hay una guarnición del Z del objeto (llamado un del que traza el cono del morphism) en un
  • distinguido del triángulo *: X \ a Y \ a Z \ a. \
  • * Cualquier triángulo isomorfo a un triángulo distinguido es distinguido.
  • (el TR 2) las rotaciones de cualquier triángulo distinguido es distinguido.
  • (TR 3) dado un mapa entre dos morphisms, hay un morphism entre sus conos de trazado (que existan por el axioma (TR 1)), que hace que todo conmuta . Esto significa que en el diagrama siguiente (donde el f y forma de g del el mapa de morphisms) existe un cierto h del mapa (no no necesario único) que hace todos los cuadrados conmuta:
  • :
  • (el TR 4) esto se llama el el axioma octaédrico . Suponer que tenemos morphisms del X al Y y al Y a el Z, de modo que también tengamos un morphism compuesto del X al Z . Formar los triángulos distinguidos para cada uno de estos tres morphisms. El axioma octaédrico indica (áspero) que poder hacer los tres conos de trazado en las cimas de un triángulo distinguido para " todo commutes".

    Estos axiomas no son enteramente independientes, puesto que (el TR 3) se puede derivar de los otros.

    El axioma octaédrico

    El axioma final (el TR 4) se llama el " axiom" octaédrico; porque el dibujo de todos los objetos y morphisms da el esqueleto de un octaedro, cuatro cuyas de caras son triángulos distinguidos. No parece haber manera realmente satisfactoria de dibujar todo en dos dimensiones (véase el libro de Kashiwara y de Schapira para los detalles). La presentación aquí es la propia de Verdier, y aparece (terminar con el diagrama octaédrico) en los residuos y la dualidad del de Hartshorne. En el diagrama siguiente, el u y el v son los morphisms dados, y las letras preparadas son los conos de los varios mapas (elegidos de modo que cada triángulo distinguido tenga un X, un Y, y una letra del Z ). Las varias flechas se han marcado con para indicar que están de " grado 1" ; e. el mapa del &prime del Z ; al X es de hecho de &prime del Z ; al T (X) . El axioma octaédrico entonces afirma la existencia del f de los mapas y del g que forma un triángulo distinguido, y de modo que el f y el g formen triángulos comutativos en las otras caras que las contienen:
    del

    Dos diversos cuadros aparecen en los pervers de Faisceaux del de Beilinson y otros (los primeros cuyo está también en métodos del de la álgebra Homological por Gelfand y Manin). El primer presenta las pirámides superiores y más bajas del octaedro antedicho y afirma que dado una pirámide más baja, podemos completar una pirámide superior de modo que las dos trayectorias de &prime del Y a del Y ;, y de &prime del Y ; al Y, está el igual (esta condición se omite, quizás erróneamente, de la presentación de Hartshorne). Los triángulos marcados + son comutativos y ésos " marcado; d" ser distinguido:
    del
    El segundo diagrama es una presentación más innovadora. Los triángulos distinguidos se presentan linear, y el diagrama acentúa el hecho ese los cuatro triángulos en el " octahedron" son conectados por una serie de mapas de los triángulos, donde se dan se demandan tres triángulos (a saber, ésos que terminan los morphisms del X al Y, del Y a el Z, y del X al Z ) y la existencia del cuarto. Pasamos entre los primeros dos por el " pivoting" sobre el X, al tercero girando sobre el Z, y al cuarto girando sobre &prime del X ;. Todos los recintos en este diagrama son comutativos (los trigons y el cuadrado) solamente el otro cuadrado comutativo, expresando la igualdad de las dos trayectorias del &prime del Y ; al Y, no es evidente. Todas las flechas que señalan el " del edge" es el grado 1:
    del
    Este último diagrama también ilustra una interpretación intuitiva útil del axioma octaédrico. Puesto que en categorías trianguladas, los triángulos desempeñan el papel de secuencias exactas, podemos fingir eso Z = Y/X, Y = Z/X \ en este caso la existencia del triángulo pasado expresa por una parte el X del = Z/Y \ (que mira el Y del triángulo \ a Z \ a X \ to ), y X del
    = Z'\ de Y'/(que mira el Z del triángulo \ a Y \ a X \ to ). Poniendo éstos juntos, el axioma octaédrico afirma el " tercer theorem" del isomorfismo;: DEL

    DEL
    (Z/X)/(Y/X) = Z/Y. \
    Cuando la categoría triangulada es el K (A) para un cierto abeliano A de la categoría, y cuando el X, el Y, el Z es objetos del A puesto en el grado 0 en sus complejos epónimos, y cuando el X de los mapas \ a Y, Y \ a Z es inyecciones en el A, después los conos son literalmente los cocientes antedichos, y el fingimiento se convierte en verdad.

    Finalmente, las categorías trianguladas del de Neeman dan una manera de expresar el axioma octaédrico usar un diagrama comutativo de dos dimensiones con 4 filas y 4 columnas. Deligne también da generalizaciones del axioma octaédrico en " Pervers" de Faisceaux;. (Véase las referencias abajo.)

    ¿Hay mejores axiomas?

    Estos axiomas parecen algo artificiales. Es sospechado fuerte por los expertos (véase, por ejemplo, el capítulo citado en el libro de Gelfand y de Manin abajo, así como el prefacio y la introducción) que las categorías trianguladas no son realmente el " correct" concepto. La razón esencial es que el cono de trazado de un morphism es único solamente hasta un isomorfismo non-unique del . Particularmente el cono de trazado de un morphism hace el no en general depende Functorially del morphism (observar la no-unicidad en el axioma (TR 3), por ejemplo). Esta no-unicidad es una fuente de errores potencial, entre otras cosas evitando que en muchos casos una categoría triangulada sea la categoría derivada de su base (con respecto a una t-estructura particular). Los axiomas sin embargo parecen trabajar adecuado en la práctica, y no hay actual reemplazo convincentemente. Algunas ofertas se han desarrollado, sin embargo, por ejemplo el Derivators que Grothendieck ha desarrollado en su manuscrito largo, inacabado e inédito a partir de 1991.

    Cohomology en categorías trianguladas

    Las categorías trianguladas admiten que una noción del cohomology y de cada categoría triangulada incluye una gran cantidad de functors cohomological. Por definición, un functor F de una categoría triangulada D en un abeliano A de la categoría es un functor cohomological si para cada X \ xrightarrow distinguidos {u} Y \ xrightarrow {v} Z \ xrightarrow {w} del del triángulo obtenemos una secuencia exacta larga de elementos del A : del \ cdots \ a F (X) \ a F (Y) \ a F (Z) \ a F (X + 1) \ \ cdots. \ Los mapas en esta secuencia no son ningunos con excepción de los valores del F en los mapas en el triángulo, cambiados de puesto convenientemente. La secuencia de hecho es obtenida pegando juntas las secuencias del cuatro-término obtenido aplicando el F a los triángulos girados: el del \ comienza {arsenal} {ccc} \ de los vdots \ \ Z \ xrightarrow {- w} X \ xrightarrow {u} de Y \ del xrightarrow {v} Z \ \ X \ xrightarrow {u} Y \ xrightarrow {v} de Z \ del xrightarrow {w} X \ \ Y \ xrightarrow {v} Z \ xrightarrow {w} de X \ del xrightarrow {- u} Y \ \ \ vdots \ extremo {arsenal}

    En una categoría triangulada general nos garantizan que los functors, \ texto del \ del operatorname {Hom} (A {--}), \ operatorname {Hom} (\ texto {--}, A), para cualquier A del objeto, ser cohomological, con valores en la categoría de los grupos abelianos (este 3ultimo es un functor de Contravariant, que vemos como tomar valores en el enfrente de la categoría, también abeliana). Es decir, tenemos por ejemplo un \ cdots \ \ operatorname {Hom} (A del de la secuencia exacta (para el triángulo antedicho), X) \ \ operatorname {Hom} (A, Y) \ \ operatorname {Hom} (A, Z) \ \ operatorname {Hom} (A, X + 1) \ \ cdots. \ Los functors también se escriben el \ el ^i del operatorname {extensión} (A del, X) = \ operatorname {Hom} (A, X) en analogía con los functors de la extensión en categorías derivadas. Así tenemos el del de la secuencia \ los cdots \ \ el ^i familiares del operatorname {extensión} (A, X) \ \ el ^i del operatorname {extensión} (A, Y) \ \ el ^i del operatorname {extensión} (A, Z) \ \ ^ del operatorname {extensión} {i + 1} (A, X) \ \ los cdots. \

    Ejemplos

    1. Los espacios de vector (sobre un campo) forman una categoría triangulada elemental en la cual X=X para todo el X. Un triángulo distinguido es un X de la secuencia \ a Y \ a Z \ a X \ a Y que sea exacto en X, Y y el Z. Si el A es una categoría abeliana, después el homotopy K de la categoría (A) tiene como objetos todos los complejos de objetos del A, y como morphisms las clases homotopy de morphisms de complejos. Entonces K (A) es una categoría triangulada; los triángulos distinguidos consisten en los triángulos isomorfos a un morphism con su cono de trazado (en el sentido de los complejos de cadena). Es posible crear variaciones, usar los complejos que se limitan a la izquierda, o en la derecha, o en ambos lados. La categoría derivada del A es también una categoría triangulada; se crea de K (A) localizando en la clase de quasi-isomorphisms, un proceso que ahora describimos.

    Bajo algunas condiciones razonables en el determinado que localiza S, una localización de una categoría triangulada es también triangulada. Particularmente, estas condiciones son:
    El S es cerrado bajo todas las traducciones, y

  • El S entonces se dice para ser " compatible con el triangulation". No es duro ver que éste es el caso cuando el S es la clase de quasi-isomorphisms en el K (A), tan particularmente el derivó la categoría de A, que es la localización K (A) con respecto al Quasi-isomorphisms es triangulado. La categoría homotopy estable de los topologist es otro ejemplo de una categoría triangulada. Los objetos son los espectros, la suspensión son la traducción el functor, y las secuencias del cofibration son los triángulos distinguidos.

    t-estructuras

    Verdier introdujo categorías trianguladas para poner categorías derivadas en un contexto categoría-teórico: para cada abeliano A de la categoría existe un triangulado D de la categoría (A), conteniendo el A como subcategoría completa (el " 0-complexes" concentrado el grado cohomological 0), y en cuál podemos construir functors derivados. Desafortunadamente, diverso abeliano las categorías pueden dar lugar a categorías derivadas equivalentes, de modo que sea imposible para reconstruir el A del triangulado D de la categoría (A) .

    Una solución parcial a este problema, es imponer una t-estructura ante el triangulado D de la categoría. Diversas t-estructuras en el D darán lugar a diverso abeliano categorías dentro de él. Esta noción fue presentada en los pervers de Faisceaux del, cerca Beilinson, Bernstein, y Deligne.

    El prototipo es la t-estructura en el derivado D de la categoría de un abeliano A de la categoría. Para cada n hay el D^ completo natural de las subcategorías {\ geq n} y el D^ {\ leq n} que consiste en los complejos cuyo cohomology es " below" limitado; o " above" limitado; n, respectivamente. Puesto que para cualquier complejo X, tenemos H^n (X) = H^0 (X), éstos se relacionan el uno al otro: D^ del {\ leq n} = D^ {\ leq 0}, D^ {\ geq n} = D^ {\ geq 0}. Estas subcategorías también tienen las características siguientes:
    D^ {\ le 0} \ subconjunto D^ {\ le 1} , D^} \ subconjunto D^ {\ GE 1 {\ GE 0};
    \ operatorname {Hom} (D^ {\ le 0}, D^ {\ GE 1}) =0;
    Cada Y del objeto se puede encajar en un X distinguido del triángulo \ a Y \ a Z \ al \ con el X \ en D^ {\ leq 0} , Z \ en D^ {\ geq 1}.

    Una t-estructura en una categoría triangulada consiste en el D^ completo de las subcategorías {\ le n} y el D^ {\ GE m} que satisface las condiciones arriba. En los pervers de Faisceaux del una categoría triangulada equipada de una t-estructura se llama una t-categoría .

    La base o corazón (la palabra francesa original es " coeur") de t-estructura es categoría D^} \ casquillo D^ {\ GE 0} {\ le 0. Es una categoría abeliana, mientras que una categoría triangulada es aditiva pero casi nunca abeliana. La base de una t-estructura en la categoría derivada del A se puede pensar en como clase de versión twisted del A, que tiene a veces mejores características. Por ejemplo, la categoría de las gavillas perversas del es la base de cierta t-estructura (absolutamente complicada) en la categoría derivada de la categoría de gavillas. Sobre un espacio con singularidades, la categoría de gavillas perversas es similar a la categoría de gavillas pero el se comporta un mejor .

    Un ejemplo básico de una t-estructura es el " natural" uno en el derivó el D de la categoría de una cierta categoría abeliana, donde está las subcategorías el D^ {\ geq 0}, D^ {\ leq 0} completas de los complejos cuyos cohomologies desaparecen grados menos que o mayor de 0. Esta t-estructura tiene las características siguientes:

    el de los functors del truncamiento \, \ tau_ {\ leq 0} del tau_ {\ geq 0}, o de hecho, \ tau_ {\ leq n} del \ del tau_ {\ geq n} para cualquie n, que son obtenidos traduciendo la discusión de los dos functors originales. Abstracto, éstos son el dejado el adjoint y el adjoint correcto, respectivamente, a los functors de la inclusión del D^ {\ geq 0}, D^ {\ leq 0} en el D . Además, los functors del truncamiento cabidos en un triángulo, y éste son de hecho el triángulo único que satisface el tercer axioma arriba: de \ tau_ {\ leq 0} A \ A \ a \ tau_ {\ geq 1} A \ a. \

    el functor H^0 del cohomology, o de hecho H^n, que es obtenido traduciendo su discusión: H^n (A) = H^0 (A). Su relación a los functors del truncamiento es que definirlos para para cualquier complejo A, H^i (\ tau_ {\ geq 0} A) = 0 para el i < 0 y es sin cambios para el i \ el geq 0; asimismo para el \ el tau_ {\ leq 0} ; particularmente, H^0 es no independiente de ellos, pero de hecho H^0 = \ tau_ {\ leq 0} \ tau_ {\ geq 0} = \ tau_ {\} \ tau_ {\ leq 0} del geq 0. Además, el cohomology es un functor cohomological: para cualquier X del triángulo \ a Y \ a Z \ a to obtenemos un
    largo del
    de la secuencia exacta de \ cdots \ a H^i (X) \ a H^i (Y) \ a H^i (Z) \ a H^ {i + 1} (x) \ \ cdots. \ Estas características transportan sin cambio a cualquier t-estructura, en eso si el D son una t-categoría, después existen los functors del truncamiento en su base, de la cual obtenemos un functor del cohomology que toma valores en la base, y las características antedichas son satisfied para ambos.

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