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« en: 09 Junio, 2022, 06:36 am »
Hola, tengo una propiedad de productos finitos en la cual les pido una sugerencia.
Supongamos que \( \{A_i\}_{i\in I} \) es una familia de objetos en la categoría \( \mathcal{C} \). Vamos a definir la categoría \( \mathcal{C}_{A_i} \) de la siguiente manera: los objetos son de la forma \( \widehat{X}_{f_i}=(X,\{f_i\}_{i\in I}) \), donde \( X\in \mathcal{C} \) y \( \{f_i\}_{i\in I} \) es una familia de morfismos en \( Mor_\mathcal{C}(X,A_i) \). Los morfismos cumplen
\( \widehat{h}\in Mor_{\mathcal{C}_{A_i}}(\widehat{X}_{f_i},\widehat{Y}_{g_i}) \) si y solo si \( h\in Mor_\mathcal{C}(X,Y) \) y \( g_i\circ{h}=f_i \) para todo \( i\in I \).
Denotaremos por \( \widehat{X}=(X,\{f_i\}_{i\in I}) \), \( \widehat{Y}=(Y,\{g_i\}_{i\in I}) \) a los objetos de \( \mathcal{C}_{A_i} \)
\( \xymatrix{
& {A_i} \ar[ld]_{f_i} \ar[rd]^{g_i} & \\
{X} \ar[rr]_{h}& &{Y}} \)
Observación: en el diagrama de arriba, las flechas \( f_i, g_i \) están en dirección errada.
La composición es definida como \( \widehat{f}\circ{}\widehat{g}:=\widehat{f\circ{g}} \) y el morfismo identidad es \( 1_{\widehat{X}}:=\widehat{1}_X \).
Observación: Dos morfismos \( \widehat{f},\widehat{g}\in Mor(\widehat{X},\widehat{Y}) \) en \( \mathcal{C}_{A_i} \) son tales que \( \widehat{f}=\widehat{g} \) si y solo si \( f=g \)
en \( \mathcal{C} \).
Definición: Un objeto terminal \( \widehat{X} \) en \( \mathcal{C}_{A_i} \), cuando existe es llamado un producto de la familia \( \{A_i\}_{i\in I} \). \( X \) será denotado por \( X=\prod_{{i\in I}}^{}A_i \).
Teorema: Si existen los productos \( (\prod_{{i=1}}^{n-1}A_i,\{f_i\})\in \mathcal{C}_{A_i} \) con \( i=1,2,...,n-1 \), \( ((\prod_{{i=1}}^{n-1}A_i)\times{A_n},\{p_1,p_n\})\in \mathcal{C}_{A_{\prod_{{i=1}}^{n-1}A_i,A_n}} \) y \( (\prod_{{i=1}}^{n}A_i,\{a_i\})\in \mathcal{C}_{A_i} \) con \( i=1,2,...,n \) entonces \( (\prod_{{i=1}}^{n-1}A_i)\times{A_n}\approx{\prod_{{i=1}}^{n}A_i} \).
Demostración: De las hipótesis tenemos que \( f_i:\prod_{{i=1}}^{n-1}A_i\longrightarrow{A_i} \), \( i=1,2,...,n-1 \); \( p_1:(\prod_{{i=1}}^{n-1}A_i)\times{A_n}\longrightarrow{\prod_{{i=1}}^{n-1}A_i} \); \( p_n:(\prod_{{i=1}}^{n-1}A_i)\times{A_n}\longrightarrow{A_n} \) y \( a_i:\prod_{{i=1}}^{n}A_i\longrightarrow{A_i} \) con \( i=1,2,...,n \).
Luego \( f_i\circ{}p_1:(\prod_{{i=1}}^{n-1}A_i)\times{A_n}\longrightarrow{A_i} \), con \( i=1,2,...,n-1 \) entonces \( ((\prod_{{i=1}}^{n-1}A_i)\times{A_n},\{f_i\circ{p_1},p_n\})\in \mathcal{C}_{A_i} \), con \( i=1,2,...,n \) y dado que \( (\prod_{{i=1}}^{n}A_i,\{a_i\})\in \mathcal{C}_{A_i} \) con \( i=1,2,...,n \) es un producto entonces existe un único \( h\in Mor((\prod_{{i=1}}^{n-1}A_i)\times{A_n},\prod_{{i=1}}^{n}A_i) \) y \( a_n\circ{h}=p_n, a_i\circ{h}=f_i\circ{p_1} \), con \( i=1,2,...,n-1 \).
Por otro lado \( (\prod_{{i=1}}^{n}A_i,\{a_i\})\in \mathcal{C}_{A_i} \) con \( i=1,2,...,n-1 \)
luego existe un único morfismo \( g\in Mor(\prod_{{i=1}}^{n}A_i,\prod_{{i=1}}^{n-1}A_i) \) y \( f_i\circ{g}=a_i \) con \( i=1,2,...,n \). Ahora conseguimos que \( (\prod_{{i=1}}^{n}A_i,\{g,a_n\})\in \mathcal{C}_{A_{\prod_{{i=1}}^{n-1}A_i,A_n}} \) luego existe un único \( \phi\in Mor(\prod_{{i=1}}^{n}A_i,(\prod_{{i=1}}^{n-1}A_i)\times{A_n}) \) y \( p_1\circ{\phi=g; p_n\circ{\phi=a_n}} \).
De los resultados anteriores obtenemos que \( a_i\circ{(h\circ{\phi})=a_i} \) con \( i=1,2,...,n-1 \) y además \( a_n\circ{(h\circ{\phi})=a_n} \).
Denotemos \( A=\prod_{{i=1}}^{n}A_i \) y \( B=(\prod_{{i=1}}^{n-1}A_i)\times{A_n} \).
Tenemos que \( h\circ{\phi=1_A} \) pues \( a_i\circ{(h\circ{\phi})=a_i} \) con \( i=1,2,...,n-1 \) y \( a_n\circ{(h\circ{\phi})=a_n} \).
Lo que no consigo es que \( \phi \circ{h}=1_B \). Espero alguna sugerencia.
Saludos.