Lexikon der Mathematik: Kategorie
gemeinsam mit dem Begriff des Funktors für die algebraische Geometrie, homologische Algebra, Homologietheorie und Homotopie-Theorie eine nützliche und kompakte Sprache, um gewisse Sachverhalte kurz und prägnant ausdrücken zu können.
Eine Kategorie 𝒞 ist durch folgende Daten gegeben:
- (i) Für alle ObjekteX gibt es ein neutrales Element eX ∈ Hom𝒸(X,X) mit eX ∘ g = g,f ∘ eX = f für alle g : Z→X bzw. für alle f : Y→ Z in 𝒞.
- (ii) (Assoziativgesetz): Für alle\(X\mathop{\to }\limits^{f}Y\mathop{\to }\limits^{g}Z\mathop{\to }\limits^{h}W\)in 𝒞 gilt: (h ∘ g) ∘f = h∘ (g ∘f).
Formal kann man zu jeder Kategorie 𝒞 eine neue Kategorie 𝒞
Mit Mor(𝒞) bezeichnen wir die Klasse aller Mor-phismen aus 𝒞, und für (f : X →Y) ∈ Mor(𝒞) heißt X (resp. Y) Start resp. Ziel von f. Ein Funktor (kovarianter Funktor) einer Kategorie 𝒞 in eine Kategorie 𝒟 ist ein Paar von Abbildungen
In den meisten Beispielen sind die Objekte Mengen mit bestimmten Strukturen. Morphismen sind Abbildungen, die diese Strukturen respektieren, und die Verknüpfung ist die übliche Komposition von Abbildungen.
Beispiele:
- Die Mengen HomA(A, B) sind mit einer kommutativen Gruppenstruktur versehen.
- In A existieren Faserprodukte und Fasersummen sowie ein Objekt 0 mit Hom𝒜(A, 0) = Hom𝒜(0, A) = {0} für alle A ∈ 𝒪b (𝒜). Damit lassen sich Kern und Kokern eines Morphismus \(X\mathop{\to }\limits^{f}Y\) in 𝒜 definieren: Ker(f) = 0 ⨉YX → X Coker(f) = Y → Y ⊕X 0.
- Zu jedem Morphismus a : A → B gibt es eine Zerlegung \(A\mathop{\to }\limits^{\bar a}A^{\prime\prime}\mathop{\to }\limits^{i}B\) mit \((A\mathop{\to }\limits^{\bar a}A^{})\) = Coker(Ker(a) → A) und \((A^{\prime\prime}\mathop{\to }\limits^{i}B)\) = Ker(B → Coker(a)).
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