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index ab54e17..2f659a4 100644
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+++ b/ch1_cats.tex
@@ -290,13 +290,158 @@ topológicos y las funciones continuas entre ellos.
que dos caminos $f$ y $g$ de $x$ a $y$ son homotópicamente equivalentes si
existe $F:[0,1]\times[0,1]\to X$ tal que, para $s,t\in[0,1]$, $F(t,0)=f(t)$,
$F(t,1)=g(t)$, $F(0,s)=x$ y $F(1,s)=y$. Entonces el \conc{grupoide
- fundamental}\cite[p. 20]{maclane} de $X$ es una categoría $\pi(X)$ cuyos
+ fundamental}\cite[p. 20]{maclane} de $X$ es una categoría $\pi(X)$ cuyos
objetos son los puntos de $X$ y tal que $\hom(x,y)$ es el conjunto cociente de
- caminos de $x$ a $y$ por equivalencia homotópica.
+ caminos de $x$ a $y$ por equivalencia homotópica, tomando la concatenación de
+ (clases de) caminos como composición y la clase del camino constante como
+ morfismo identidad.
+
+ Para $x\in X$, $\hom(x,x)$ es un grupo con la composición, y si existe un
+ camino $f:x\to y$, $\hom(x,x)$ y $\hom(y,y)$ son isomorfos por el isomorfismo
+ $g\mapsto fgf^{-1}$, definiendo $f^{-1}$ de la forma obvia, con lo que si $X$
+ es conexo por arcos, $\hom(x,x)$ es el mismo para todo $x$ salvo
+ isomorfismo, y se llama \conc{grupo fundamental} de $X$. Esto permite tratar
+ espacios topológicos de manera algebraica.
+\end{example}
+
+\section{Isomorfismos}
+
+Ya hemos visto las categorías más importantes de distintas áreas, por lo que
+pasamos a ver algunas propiedades de sus objetos y morfismos. Un primer ejemplo
+es el de isomorfismo, que se suele definir como un homomorfismo biyectivo cuya
+inversa también es un homomorfismo. En topología tenemos también el concepto
+de homeomorfismo, que viene a ser lo mismo salvo por el cambio de terminología.
- % TODO Relevancia
+\begin{definition}
+ Un morfismo $f:a\to b$ es un \conc{isomorfismo}, si existe otro morfismo
+ $g:b\to a$ tal que $g\circ f=1_a$ y $f\circ g=1_b$, en cuyo caso escribimos
+ $f:a\cong b$ y decimos que $a$ y $b$ son \conc{isomorfos}, $a\cong b$.
+\end{definition}
+
+Claramente el inverso de un isomorfismo es único, pues si $f:a\to b$ tiene
+inversos $g,h:b\to a$, entonces $g=g\circ 1_b=g\circ f\circ h=1_a\circ h=h$.
+Llamamos entonces $f^{-1}$ a la inversa de $f$.
+
+\begin{example}
+ Algunos isomorfismos:
+ \begin{enumerate}
+ \item En $\bSmgrp$, $\bMon$, $\bGrp$, $\bAb$, $\bRing$ y $R\dash\bMod$, el
+ concepto de isomorfismo categórico se corresponde con el concepto usual de
+ isomorfismo.
+ \item En $\bTop$ y $\bMetc$, los isomorfismos son los homeomorfismos.
+ \item En $\bBanb$, los isomorfismos son los isomorfismos topológicos, es
+ decir, los isomorfismos vectoriales que son homeomorfismos.
+ \item En $\bMet$ los isomorfismos son las isomorfías, mientras que en $\bBan$
+ son los isomorfismos isométricos.
+ \item En $\bSet$, los isomorfismos son las funciones biyectivas.
+ \item Un \conc{grupoide} es una categoría en la que todos los morfismos son
+ isomorfismos. Esto ocurre, por ejemplo, en el grupoide fundamental.
+ \item En un conjunto preordenado visto como categoría, dos objetos $a$ y $b$
+ son isomorfos si y sólo si $a\preceq b\preceq a$, por lo que en particular
+ un conjunto (parcialmente) ordenado visto como categoría no tiene
+ isomorfismos salvo la identidad.
+ \item En un monoide visto como categoría, los isomorfismos son los elementos
+ invertibles.
+ \item En $R\dash\bMat$, los isomorfismos son las matrices invertibles.
+ \end{enumerate}
\end{example}
+\section{Objetos iniciales y finales}
+
+En álgebra, muchas categorías tienen un objeto trivial, como el cuerpo trivial,
+el grupo trivial o el espacio vectorial trivial. Sin embargo, a la hora de
+intentar definir la topología trivial nos encontramos que hay dos candidatos
+posibles, la topología vacía y la unipuntual, y ninguna es enteramente
+satisfactoria. Esto se debe a que, al hablar de un objeto trivial estamos
+juntando dos propiedades: por un lado, el objeto trivial está contenido en todos
+los demás, y por otro, siempre es posible pasar de un objeto al objeto trivial
+por un morfismo.
+
+\begin{definition}
+ Un objeto $a$ es \conc{inicial} si para cualquier otro objeto $x$ existe un
+ único morfismo $f_x:a\to x$, es \conc{final} si para cualquier otro objeto $x$
+ existe un único morfismo $g_x:x\to a$, y es \conc{cero} si es inicial y final.
+\end{definition}
+
+\begin{example}
+ Veamos los objetos iniciales y finales de algunas categorías típicas.
+ \begin{enumerate}
+ \item En $\bMon$, $\bGrp$ y $\bAb$, el grupo trivial es un objeto cero; en
+ $\bRing$ y $\bField$ lo es el cuerpo trivial, y en $R\dash\bMod$ lo es el
+ módulo trivial.
+ \item En $\bSet$, el conjunto vacío $\emptyset$ es inicial, mientras que los
+ conjuntos unipuntuales $\{*\}$ son finales. Lo mismo ocurre en $\bTop$ y en
+ $\bOrd$ dotando a $\emptyset$ y $\{*\}$ de la única estructura posible en
+ cada caso.
+ \item En un conjunto ordenado visto como categoría, un objeto inicial es un
+ mínimo y un objeto final es un máximo. En particular el único conjunto
+ ordenado con un cero es el unipuntual.
+ \item En $R\dash\bMat$, el 0 es un cero, pues para cada $m$ hay una única
+ matriz de tamaño $0\times m$ y una de tamaño $m\times 0$.
+ \end{enumerate}
+\end{example}
+
+Podríamos preguntarnos si categorías como $\bSet$ o $\bTop$ tienen un cero.
+La respuesta es que no, como se deduce de las siguientes proposiciones.
+
+\begin{proposition}
+ Los objetos iniciales son únicos salvo isomorfismo:
+ \begin{enumerate}
+ \item Si $a$ y $b$ son objetos iniciales (de la misma categoría), entonces son
+ isomorfos.
+ \begin{proof}
+ Por hipótesis existen $f:a\to b$ y $g:b\to a$, pero como sólo hay un morfismo
+ $a\to a$, este debe ser $1_a$ y por tanto $g\circ f=1_a$, y análogamente
+ $f\circ g=1_b$, con lo que $f$ es un isomorfismo.
+ \end{proof}
+ \item Si $a\cong b$ y $a$ es inicial, entonces $b$ es inicial.
+ \begin{proof}
+ Sea $f:b\to a$ un isomorfismo y $x$ un objeto cualquiera, existe un único
+ $h:a\to x$ y por tanto $h\circ f$ es un morfismo de $b$ a $x$, que es
+ único ya que, para $k:b\to x$, $k\circ f^{-1}:a\to x$ y así
+ $k\circ f^{-1}=h$, con lo que $k=h\circ f$.
+ \end{proof}
+ \end{enumerate}
+\end{proposition}
+
+La siguiente proposición se prueba de forma análoga.
+
+\begin{proposition}
+ Los objetos finales son únicos salvo isomorfismo:
+ \begin{enumerate}
+ \item Si $a$ y $b$ son objetos finales, entonces son isomorfos.
+ \item Si $a\cong b$ y $a$ es final, entonces $b$ es final.
+ \end{enumerate}
+\end{proposition}
+
+Así, como $\emptyset$ y $\{*\}$ no son isomorfos en $\bSet$, $\bTop$ ni $\bOrd$
+(ni en ningún otro constructo), estas categorías no tienen objetos cero. En
+general diremos que un objeto con una cierta propiedad es \conc{único salvo
+ isomorfismo} si los objetos que tienen esa propiedad son precisamente los que
+son isomorfos a dicho objeto.
+
+\begin{corollary}
+ En los grupoides no vacíos, las siguientes condiciones son equivalentes:
+ \begin{enumerate}
+ \item \label{enu:goid-initial} Existe un objeto inicial.
+ \item \label{enu:goid-final} Existe un objeto final.
+ \item \label{enu:goid-zero} Existe un objeto cero.
+ \item \label{enu:goid-all} Todos los objetos son cero.
+ \end{enumerate}
+ En particular, en el grupoide fundamental $\pi(X)$ (con $X$ no vacío), esto
+ ocurre si y sólo si $X$ es simplemente conexo.
+\end{corollary}
+\begin{proof}
+ La equivalencia (\ref{enu:goid-initial}$\iff$\ref{enu:goid-final}) se debe a
+ que, por unicidad del isomorfismo inverso, $\hom(a,b)=\hom(b,a)$ para
+ cualesquiera $a$ y $b$, y esto prueba la equivalencia con
+ (\ref{enu:goid-zero}). Ahora bien, si $a$ es cero y $x$ es otro objeto, el
+ único morfismo $a\to x$ es un isomorfismo, por lo que $x$ es cero y queda
+ probado (\ref{enu:goid-zero}$\iff$\ref{enu:goid-all}). La última
+ observación es por definición.
+\end{proof}
+
+
%% TODO Cambiar esto a una sección sobre categorías algebraicas para así separar la
%% definición en varias y poder hacer comentarios en medio y con suerte que la definición
%% de las acciones derivadas quepa, y poder poner ejemplos detrás. Quedaría como sigue: