Cokernel trasportati da funtori esatti

Messaggioda Cannelloni » 21/01/2023, 14:34

Buongiorno a tutti, purtroppo non riesco a scrivere quello che voglio scrivere con l'editor, quindi farò con le immagini. La domanda è semplice e veloce: se $X$ è il coker di $f$ allora $F(X)$ è il coker di $F(f)$, provvisto che $F$ sia un funtore esatto a destra? Spero vivamente di sì.

Se qualcuno sa rispondere a questa domanda si può fermare nella lettura del messaggio. Di seguito rinfresco i concetti ed espongo una mezza idea che sto provando a seguire, ma che non funziona. Siamo nel contesto della teoria delle categorie, prendiamo $\mathcal{A}$ una categoria abeliana (parliamo solo di categorie abeliane)
Sia $f:A\rightarrow B$ una mappa, è definito il coker$(f)$ come un oggetto di $\mathcal{A}$, diciamo $X$, e una mappa $\gamma:B\rightarrow X$, tale che la composizione $A\overset{f}{rightarrow} B\overset{\gamma}{rightarrow} X$ sia nulla, inoltre per ogni mappa $g:B\rightarrow C$ tale che $g\circ f=0$ esiste una UNICA $h$ che fa commutare il seguente diagramma

Immagine

L'unicità di questa $h$ EQUIVALE a dire che $\gamma$ è un epimorfismo (generalizzazione di "surgettiva", per i comuni mortali come me). Ciò detto, se ho un funtore esatto a destra $F:\mathcal{A}\rightarrow\mathcal{B}$ succede che questo diagramma si trasporta correttamente da $\mathcal{A}$ a $\mathcal{B}$

Immagine

In particolare otteniamo che la composizione $F(A)\overset{F(f)}{rightarrow} F(B)\overset{F(\gamma)}{rightarrow} F(X)$ rimane 0, perché $F$ è un funtore tra categorie abeliane, $F(\gamma)$ rimane un epimorfismo, per definizione di esattezza a destra, quindi se c'è un sollevamento di $F(g)$ questo non può che essere $F(h)$. Il problema è proprio qua: l'esistenza del sollevamento! Per dire che $F(X)$ è il coker di $F(f)$ devo verificare che per ogni mappa $t:F(B)\rightarrow T$ nella categoria $\mathcal{B}$ esiste una unica $s:F(X)\rightarrow T$ tale che il diagramma commuti

Immagine

Ripeto, l'unicità si trasporta, ma l'esistenza chi me l'assicura?

Uno potrebbe ragionare in termini di sottocategorie e restringersi prima alla sottocategoria "immagine di $F$" che eredita l'abelianità dalla categoria $\mathcal{B}$ e poi sfruttare l'unicità del coker. Ma anche questo non è ovvio, infatti partendo dal secondo diagramma che ho messo non basta a dimostrare che la sottocategoria "immagine di $F$" sia abeliana, poiché potrebbero esserci mappe $g$ tali che $g\circ f\ne 0$ ma $F(g)\circ F(f)=0$ e allora, ancora una volta, non potremmo ricavare l'esistenza di $s$ partendo da quella di $h$ in $\mathcal{A}$
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Re: Cokernel trasportati da funtori esatti

Messaggioda megas_archon » 21/01/2023, 14:47

Stai cercando di dimostrare in maniera molto difficile una cosa ovvia: preservare i conuclei è il significato (o alla peggio una caratterizzazione equivalente di) esatto a destra: più precisamente, cf il Lemma 4.23.3 nello stacks project. https://stacks.math.columbia.edu/tag/0GMN
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Re: Cokernel trasportati da funtori esatti

Messaggioda megas_archon » 21/01/2023, 14:51

L'unicità di questa $h$ EQUIVALE a dire che $\gamma$ è un epimorfismo (generalizzazione di "surgettiva", per i comuni mortali come me).
No, questo non è esatto (né a destra né a sinistra): la proprietà universale di un coequalizzatore implica che sia un epimorfismo (regolare), ma non vi equivale in generale (ci sono, per esempio, molti epimorfismi non regolari nella categoria degli anelli o dei monoidi commutativi.
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