范畴论
阿贝尔范畴
阿贝尔范畴是这样一种范畴:它的行为足够像某环上的模范畴,以至于整套同调代数——核、上核、像、正合序列、图追踪——都能在其内部讲得通。其动机是恰好公理化做同调所需的特征,而不拘泥于真实的模,使同一套机器适用于层、链复形与表示。它是导出函子、Ext 与 Tor 的天然舞台。
阿贝尔范畴可分步定义为:一个带零对象、并具有彼此一致的全部有限积与余积的范畴(故它是加性的,每个 Hom 集都是阿贝尔群且复合双线性);其中每个态射都有核与上核;并且关键地,其中每个单态射都是某态射的核,每个满态射都是某态射的上核。最后这条正规性公理迫出第一同构定理:每个态射都分解为映满到其像的满态射继以一个单态射,且像等于上像。
其结构意义由弗赖德–米切尔嵌入定理捕捉:每个小阿贝尔范畴都充分忠实且正合地嵌入某环 R 上的模范畴 R-Mod。所以阿贝尔范畴恰是“嵌入意义下的模范畴”,这为如下做法提供了依据:先在模中以元素追踪证明图引理(蛇引理、五引理),再在任何阿贝尔范畴中援引它们。标准例子包括 Ab、R-Mod、阿贝尔群层与有界链复形。
阿贝尔群范畴 Ab 是阿贝尔的:同态的核与上核就是通常的,而短正合序列 0 -> A -> B -> C -> 0 意指 A 是 B -> C 的核,C 是 A -> B 的上核。有限生成自由阿贝尔群的范畴是加性的,但不是阿贝尔的,因为由乘以 2 给出的映射 Z -> Z 在其内部没有上核。
Ab 是阿贝尔的;若并非所有映射都有上核便破坏了公理。
另见