张量 ⊣ 内 Hom
命题:
- 命题
- 依赖深度 layer 13
- 抽象代数
- 多重线性与张量
prop.tensor-hom-adjunction · 命题 · 线性代数 · 张量 · 伴随
陈述
固定 。则对一切 -向量空间 有自然同构
即函子 是 的左伴随:
说明
⭐ 这是张量–内 Hom 伴随(tensor–hom adjunction),也是「自由–遗忘」之外的第二个伴随范本:它把「两个变量的线性映射」与「取值在函数空间里的线性映射」对应起来(curry 化)。
⭐ 它在范畴论里的地位:「 是闭的」这一条(对称幺半闭范畴)就是这只伴随的存在性 —— 图上 def.adjoint 那一团可以直接接过来。
⚠ 「自然」两个字不能省:同构本身容易写,但要让它对 自然,才足以称为伴随。这也是伴随与「碰巧同构」的区别。
谁指向它(入边)
推出 1
-
万有性质 张量 ⊣ 内 Hom
由万有性质,对一切 :
另一方面,双线性映射与「取值在线性映射里的线性映射」一一对应(curry 化):给定 ,对每个 得到 ,且 线性 —— 这个对应是双射。于是
两式复合即得所要的同构,且逐条验证它对 自然(同构由「 那个线性映射」显式给出,与别的变元无关)。∎
整条证明没有用到 的有限维(这是纯范畴论的事实),只用到张量积的万有性质。
参考
- Lang, Algebra, Ch. XVI
- Mac Lane, Categories for the Working Mathematician, Ch. IV