a proof of RAPL

すっきり証明する方法を考えました。

概要。

  1. right adjoint preserves terminals*1
  2. limit is a terminal of a cone category
  3. adjoint between categories induces an adjoint between cone categories

証明を厳密に全部書き下したら結局すっきりしてないんですが、それはまた別の話。

right adjoint preserves terminals

 F \dashv G とすると  Hom(A, G1) \simeq Hom(FA, 1) \simeq 1 より。

adjoint between cone categories

 F \dashv G で D を diagram (in the source category of G) とすると

  •  G' : Cone(D) \rightarrow Cone(GD)
  •  F' : Cone(GD) \rightarrow Cone(D)

 F' \dashv G' となるものが作れる。 G' は cone をそのまま写すだけ、 F' は cone を写すと  Cone(FGD) に入るので、その足に  F \dashv G の counit を post-compose すると  Cone(D) の cone が作れる。

これらが adjoint になっていることは  Hom(FA, B) \simeq Hom(A, GB) を使うといえます。cone category の射はデータとしては diagram の存在するところの圏*2の射であることから、実質的にこの同型の制限という形で  F' \dashv G' が得られます。

たぶん。

right adjoint preserves limits

そうすると、right adjoint が terminal を保つことは分かっているので

 G' : Cone(D) \rightarrow Cone(GD)

は terminal を保つ、つまり D の limit を飛ばした先の GD-cone も limit になることがわかります。

*1:terminal は up to iso でしか一意じゃないから複数形にしましたが、慣習的にどうでしたっけ

*2:the category in which the diagram exists みたいな内容を表現したかったけど上手い言い回しを知らない