米田引理的证明过程
2021-01-11 本文已影响0人
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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。
![](https://img.haomeiwen.com/i5525869/beb9ccb37fc1b84d.png)
![](https://img.haomeiwen.com/i5525869/8051af41c7993d69.png)
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,和自然变换
。标记的两个式子将会多次使用。
![](https://img.haomeiwen.com/i5525869/c2d72d1eb59a6233.png)
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。
![](https://img.haomeiwen.com/i5525869/858ce93f67f2832a.png)
![](https://img.haomeiwen.com/i5525869/1ef30bcede81fa0c.png)
![](https://img.haomeiwen.com/i5525869/c126eea8761d4477.png)
接下来证明了的互逆性。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
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。
![](https://img.haomeiwen.com/i5525869/0386b7845d3cd729.png)
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。
![](https://img.haomeiwen.com/i5525869/acc7de24eaed6c12.png)
接着定义了自然变换,
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。
![](https://img.haomeiwen.com/i5525869/dca65f08b144dd23.png)
最后,当A是小范畴时,函子范畴是有意义的,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
。
![](https://img.haomeiwen.com/i5525869/17812af358e30ea0.png)
然后,定义自然变换,
。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。