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Lexikon der Mathematik: projektiver Limes

inverser Limes, eine algebraische Konstruktion.

Gegeben seien Gruppen {Gi}iJ, indiziert über eine gerichte Menge J (z. B. J = N), und für alle Paare (i, j) mit ij Gruppenhomomorphismen φji : GiGj, welche die Kompatibilitätsbedingungen

  1. φii = idGi,
  2. falls ij und jk, so gilt φik = φijφjk

erfüllen. Eine Gruppe G mit Gruppenhomomorphismen {ψi : GGi}iJ heißt projektiver Limes oder inverser Limes des Systems (Gi, φij), falls ψj = φjiψi für alle ij gilt, und falls es für jede weitere Gruppe H mit Gruppenhomomorphismen ϑi : HGi, welche ebenfalls ϑj = φjiϑi für alle ij erfüllen, genau einen Gruppenhomomorphismus ϑ : HG gibt derart, daß ϑi = ψiϑ gilt (vgl. Abbildung).

Abbildung 1 zum Lexikonartikel projektiver Limes
© Springer-Verlag GmbH Deutschland 2017
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Man schreibt auch \begin{eqnarray}G={\underleftarrow{\mathrm{lim}}}_{i\in J}{G}_{i}=\mathop{\text{proj lim}}\limits_{i\in J}{G}_{i},\end{eqnarray}

wenn klar ist, welche Abbildungen benutzt werden.

Der projektive Limes von Gruppen existiert und ist eindeutig bestimmt. Er ist die Untergruppe des direkten Produkts ΠiJ Gi der Gruppen Gi, bestehend aus den Elementen (ai)iJ, die die Relation φji(ai) = aj für ij erfüllen. Die Abbildungen φi sind gegeben durch die Projektion auf den i-ten Faktor. Die p-adisch ganzen Zahlen ℤp ergeben sich

als projektiver Limes \begin{eqnarray}{{\mathbb{Z}}}_{p}={\underleftarrow{\mathrm{lim}}}_{n}{\mathbb{Z}}/{p}^{n}{\mathbb{Z}}.\end{eqnarray}

Die Abbildungen φnm für mn sind gegeben durch die kanonische Abbildung \begin{eqnarray}a\,\mathrm{mod}\,{p}^{m}\to a\,\mathrm{mod}\,{p}^{n}.\end{eqnarray}

In der Definition des projektiven Limes kann man die Gruppen auch durch Objekte aus einer beliebigen Kategorie und die Gruppenhomomorphismen durch Morphismen der Kategorie ersetzen. In dieser Weise erhält man die Definition von projektiven Limites in beliebigen Kategorien. Nicht in allen Kategorien existieren allerdings projektive Limites.

Dreht man in der Definition die Richtung der Abbildungen (d. h. die Pfeile, bzw. die Morphismen in einer Kategorie) um, so erhält man die Definition des direkten oder auch induktiven Limes.

  • Die Autoren
- Prof. Dr. Guido Walz

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