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  • 1 # 思考思考的動物

    首先,必須認識到以下事實:

    對於 區域性小范疇 C 而言,其中每個 Hom-集 都是 集合,故都是 範疇 Set 的物件。選定 C 中的某物件 G 之後,

    對於 C 的任意 物件 A 都和 Set 中的 物件 Hom(A, G) 對應,

    對於 C 任意 態射 f: A → A" 則存在 Set 中 態射 f* : Hom(A", G) → Hom(A, G), g ↦ g ∘ f 與之對應,

    於是,就存在 Cᵒᵖ → Set 的函子,稱為 逆變 Hom-函子,記為 C(-, G)。

    然後,回顧同調的定義:

    鏈復形 C = {C_q, ∂_q},由一串 稱為 q 維 鏈群 的 Abel 群 和 一串 稱為 q 維 邊沿運算元 的 群同態 ∂_q : C_q → C_{q-1} 組成:

    並且滿足 ∂_q ∘ ∂_{q+1} = 0。

    進而,仿照 上面 的 逆變 Hom-函子,在給定 Abel 群 G 後(常常設為 整數群 Z),可以 定義 q 維 鏈群 為 C^q = Hom(C_q, G)(注:Hom-集的態射在加法下封閉,這使得 Hom-集 C^q 依然是 Abel群),q 維 邊沿運算元 ∂^q : C^q → C^{q+1}, g_q ↦ g_q ∘ ∂_{q+1}(注:因 ∂^q(g_q + h_q) = (g_q + h_q) ∘ ∂_{q+1} = g_q ∘ ∂_{q+1} + h_q ∘ ∂_{q+1} = ∂^q(g_q ) + ∂^q(h_q),故 ∂^q 是群同態),見下圖:

    於是得到另一個方向相反的 鏈復形 C* = {C^q, ∂^q}:

    並且有:

    即,

    稱 C* 為 上鍊復形。

    最後,由 鏈復形 C = {C_q, ∂_q} 自然得到 同調 :

    相應地,由 上鍊復形 C* = {C^q, ∂^q} 自然就得到 上同調 :

    由此可見, 同調和上同調的主要區別就是: 一個的邊緣運算元將維度降低1維,一個的邊緣運算元將維度升高1維。

    同調和上同調互為對偶,類似於 線性空間與其對偶空間。

    (由於本人數學水平有限,此答案僅供參考!)

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