- АБЕЛЕВА КАТЕГОРИЯ
- категория, обладающая рядом характерных свойств категории всех абелевых групп. А. к. были введены как основа абстрактного построения гомологич. алгебры (см. [4]). Категория
наз. абелевой (см. [2]), если она удовлетворяет следующим аксиомам:
А0. Существует нулевой объект.
А1. Каждый морфизм обладает ядром и коядром.
А2. Каждый мономорфизм является нормальным мономорфизмом, каждый эпиморфизм является нормальным эпиморфизмом.
A3. Для каждой пары объектов существуют произведение и копроизведение.
Часто в определении А. к. дополнительно предполагается, что
локально малая слева категория (см. Малая категория). Для А. к. это предположение равносильно локальной малости справа и, следовательно, локальной малости. Копроизведение объектов A и B А. к. наз. также прямой суммой этих объектов и обозначают
или
Примеры А. к.
1) Категория, двойственная А. к., также является А. к.
2) Категория
всех левых унитарных модулей над произвольным ассоциативным кольцом Rс единицей и всех R-модульных гомоморфизмов является А. к. (напр., категория всех абелевых групп).
3) Всякая полная подкатегория А. к., содержащая вместе с каждым морфизмом его ядро и коядро и вместе с каждой парой объектов А, В - их произведение и копроизведение, есть А. к.
Все малые А. к. исчерпываются подкатегориями указанного типа категорий
левых унитарных модулей, а именно, справедлива следующая теорема Митчелла: для всякой малой А. к. существует полное точное вложение в нек-рую категорию
4) Всякая категория диаграмм
со схемой
над А. к.
является А. к. В схеме
можно выделить множество Ссоотношений коммутативности, т. е. множество пар
путей
в
с общими началом и концом. Тогда полная подкатегория категории
порожденная всеми такими диаграммами D:
что
является А. к. В частности, если
- малая категория, а множество Ссостоит из всех пар вида
где
то соответствующая подкатегория является А. к. одноместных ковариантных функторов из
Пусть в малой категории
есть нулевой объект; функтор F:
наз. нормализованным, если он переводит нулевой объект в нулевой объект. Полная подкатегория категории функторов, порожденная нормализованными функторами, является А. к. В частности, если
- категория, объектами к-рой служат все целые числа и нулевой объект N, а ненулевые неединичные морфизмы образуют последовательность
в к-рой
то соответствующая подкатегория, порождаемая нормализованными функторами, наз. категорией комплексов над
В категории комплексов определяются аддитивные функторы
соответственно n-мерных циклов, n-мерных граней и n-мерной гомологии со значениями в
и на их основе развивается аппарат гомологич. алгебры.
5) Полная подкатегория
А. к.
наз. плотной, если она содержит подобъекты и факторобъекты своих объектов и если в точной последовательности
тогда и только тогда, когда
Факторкатегория
строится следующим образом. Пусть
- подобъект прямой суммы
с проекциями
и пусть квадрат
коуниверсален (т. е. является корасслоенным произведением). Подобъект
наз.
-подобъектом, если Coker
Два
-подобъекта эквивалентны, если они содержат нек-рый
-подобъект. Множество
состоит по определению из классов эквивалентных
-подобъектов. Обычное умножение бинарных отношений согласовано с введенной эквивалентностью, что позволяет построить факторкатегорию
являющуюся А. к. Точный функтор
определяется сопоставлением каждому морфиз-му
его графика в
Подкатегория
наз. подкатегорией локализации, если функтор Тобладает полным унивалентным сопряжением справа функтором
6) Для всякого топология, пространства Xкатегория левых G-модулей над X, где G - пучок колец с единицей над X, является А. к.
Во всякой А. к.
можно ввести частичное суммирование морфизмов таким образом, что
станет аддитивной категорией. Поэтому в А. к. произведение и ко-произведение любой пары объектов совпадают. Более того, в определении А. к. можно предполагать существование либо произведений, либо копроизведений. Всякая А. к. есть бикатегория с единственной бикате-горной структурой. Перечисленные свойства характеризуют А. к.: категория
с конечными произведениями является абелевой тогда и только тогда, когда она аддитивна и когда всякий морфизм
имеет ядро и коядро и разлагается в произведение
в к-ром
- изоморфизм.
Приведенная выше теорема Митчелла обосновывает метод "диаграммного поиска" в А. к.: всякое утверждение о коммутативных диаграммах, справедливое во всех категориях левых модулей
и вытекающее из точности нек-рых последовательностей морфизмов, справедливо во всех А. к.
В локально малой А. к.
-подобъекты любого объекта образуют дедекиндову решетку. Если в
существуют произведения (или копроизведения) любого семейства объектов, то эта решетка и оказывается полной. Перечисленные условия заведомо выполняются, если в
имеется образующий объект Uи существуют копроизведения
для любого множества I. Таковы, напр., Гротендика категории, эквивалентные факторкатегориям категорий модулей по подкатегориям локализации (теорема Габриеля - Попеску).
Математическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. И. М. Виноградов. 1977—1985.