YaChudo

Повна категорія

Переглядів: 0. Оновлено 14.11.2026.

Категорія називається повною у малому, якщо у ній будь-яка (мала) діаграма має границю. Дуальне поняття — коповна у малому категорія, тобто та, у якій будь-яка мала діаграма має кограницю. Аналогічно визначається кінцева повнота і взагалі α-повнота для будь-якого регулярного кардинала α. З них усіх найбільш використовуваною є повнота у малому, тому категорії, повні у малому, називаються просто повними. Відзначимо, що це не означає існування границь взагалі усіх (не обов'язково малих) діаграм, бо така категорія з необхідністю була б передпорядком.

Категорія, яка є одночасно повною і коповною, називається біповною.

Приклади

  • Наступні категорії біповні:
    • категорія множин S e t {\displaystyle {\mathcal {S}}et} ;
    • категорія груп G r p {\displaystyle {\mathcal {G}}rp} ;
    • категорія кілець R i n g {\displaystyle {\mathcal {R}}ing} ;
    • категорія абелевих груп A b {\displaystyle {\mathcal {A}}b} ;
    • категорія топологічних просторів T o p {\displaystyle {\mathcal {T}}op} ;
    • категорія компактних хаусдорфових просторів C o m p H {\displaystyle {\mathcal {C}}omp{\mathcal {H}}} ;
    • категорія малих категорій C a t {\displaystyle {\mathcal {C}}at} ;
  • Наступні категорії скінченно біповні, але не є повними або коповними:
    • категорія скінченних множин f S e t {\displaystyle f{S}et} ;
    • категорія скінченновимірних векторних просторів над полем K {\displaystyle K} f d − V e c t K {\displaystyle fd-{\mathcal {V}}ect_{K}} ;
    • категорія скінченних груп f G r p {\displaystyle f{\mathcal {G}}rp} ;
  • Взагалі, якщо M o d T {\displaystyle \mathrm {Mod} _{\mathcal {T}}} — категорія моделей деякої алгебраїчної теорії T {\displaystyle {\mathcal {T}}} , то M o d T {\displaystyle \mathrm {Mod} _{\mathcal {T}}} повна і коповна, так як вона рефлективна у F u n c ( T , S e t ) {\displaystyle \mathrm {Func} ({\mathcal {T}},{\mathcal {S}}et)} . Нагадаємо, що алгебраїчна теорія допускає лише умову на операції, які є тотожностями (жодних кванторів!). Скажімо, категорія полів не є категорією моделей алгебраїчної теорії, тому попереднє твердження до неї незастосовне. Вона не є повною або коповною.
  • (теорема про границю з параметром) Якщо категорія C {\displaystyle {\mathcal {C}}} повна (коповна), то категорія F u n c ( A , C ) {\displaystyle \mathrm {Func} ({\mathcal {A}},{\mathcal {C}})} повна (коповна) для будь-якої категорії A {\displaystyle {\mathcal {A}}} , при чому границі обраховуються поточково.
  • Передпорядок повний, якщо у ньому існує найбільший елемент і будь-яка множина елементів має точну верхню грань. Аналогічно, він коповний, якщо має найменший елемент і будь-яка множина елементів має точну нижню грань.
  • Категорія метричних просторів M e t r {\displaystyle {\mathcal {M}}etr} скінченно повна, але не є повною і не має навіть скінченних кодобутків.

Властивості

  • Якщо у категорії існує термінальний об'єкт, будь-яка пара паралельних морфізмів f , g : a → b {\displaystyle f,g:a\to b} має урівнювач і для будь-яких двох об'єктів існує добуток, то категорія є скінченно повною. Якщо крім того інсують усі малі добутки об'єктів, то категорія повна у малому.
  • Дуально, якщо у категорії існує початковий об'єкт, для будь-яких двох паралельних морфізмів існує коурівнювач та існує [кодобуток]] усіх пар об'єктів, то категорія є скінченно коповною.
  • (Фрейд) Якщо мала категорія повна у малому, то вона є передпорядком.
  • Якщо категорія C {\displaystyle C} повна у малому, то для будь-якої малої категорії A {\displaystyle A} будь-який функтор F : A → C {\displaystyle F\colon A\to C} має праве розширення Кана R a n K F {\displaystyle \mathrm {Ran} _{K}F} за будь-яким функтором K : A → B {\displaystyle K\colon A\to B} , при чому будь-яке таке розширення Кана є поточковим. Твердження явно випливає з подання поточкового розширення Кана як границі.

Література

  • С. Маклейн Категории для работающего математика, — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. — 352 с — ISBN 5-9221-0400-4.
  • Р. Голдблатт Топосы. Категорный анализ логики, — М.: Мир, 1983. — 487 с.
  • F. Borceux. Handbook of Categorical Algebra 1. Basic Category Theory. — Encyclopaedia of Mathematics and its Applications. — Cambridge : Cambridge University Press, 1994. — Т. 1. — 345 p. — ISBN 0 521 44178 1.

Джерело: стаття у Вікіпедії та історія редагувань (автори).