Równania rekurencyjne na dziedzinach

Podobne dokumenty
5. Pochodna funkcji. lim. x c x c. (x c) = lim. g(c + h) g(c) = lim

Zestaw zadań 4: Przestrzenie wektorowe i podprzestrzenie. Liniowa niezależność. Sumy i sumy proste podprzestrzeni.

ALGEBRY HALLA DLA POSETÓW SKOŃCZONEGO TYPU PRINJEKTYWNEGO

p Z(G). (G : Z({x i })),

Pokazać, że wyżej zdefiniowana struktura algebraiczna jest przestrzenią wektorową nad ciałem

Zaawansowane metody numeryczne Komputerowa analiza zagadnień różniczkowych 1. Układy równań liniowych

MATEMATYKA POZIOM ROZSZERZONY Kryteria oceniania odpowiedzi. Arkusz A II. Strona 1 z 5

Projekt 6 6. ROZWIĄZYWANIE RÓWNAŃ NIELINIOWYCH CAŁKOWANIE NUMERYCZNE

Diagonalizacja macierzy kwadratowej

Zaawansowane metody numeryczne

Twierdzenie Bezouta i liczby zespolone Javier de Lucas. Rozwi azanie 2. Z twierdzenia dzielenia wielomianów, mamy, że

I. Elementy analizy matematycznej

Programowanie Równoległe i Rozproszone

Modelowanie przepływu cieczy przez ośrodki porowate Wykład IX

Zadanie 1. Udowodnij, że CAUS PRAM. Załóżmy przetwarzanie przyczynowo spójne. Dla każdego obrazu historii hv i zachodzi zatem:

RUCH OBROTOWY Można opisać ruch obrotowy ze stałym przyspieszeniem ε poprzez analogię do ruchu postępowego jednostajnie zmiennego.

1 Przestrzenie statystyczne, statystyki

Rozwiązywanie zadań optymalizacji w środowisku programu MATLAB

Egzamin poprawkowy z Analizy II 11 września 2013

V. WPROWADZENIE DO PRZESTRZENI FUNKCYJNYCH

Logika i teoria mnogości/wykład 1: Po co nam teoria mnogości? Naiwna teoria mnogości, naiwna indukcja, naiwne dowody niewprost

Podstawowe twierdzenia

BADANIA OPERACYJNE. Podejmowanie decyzji w warunkach niepewności. dr Adam Sojda

SZTUCZNA INTELIGENCJA

Sztuczne sieci neuronowe. Krzysztof A. Cyran POLITECHNIKA ŚLĄSKA Instytut Informatyki, p. 311

Kwantowa natura promieniowania elektromagnetycznego

Odtworzenie wywodu metodą wstępującą (bottom up)

Laboratorium ochrony danych

5. OPTYMALIZACJA GRAFOWO-SIECIOWA

5. Maszyna Turinga. q 1 Q. Konfiguracja: (q,α β) q stan αβ niepusta część taśmy wskazanie położenia głowicy

Stanisław Cichocki. Natalia Nehrebecka. Wykład 7

Wykład 1 Zagadnienie brzegowe liniowej teorii sprężystości. Metody rozwiązywania, metody wytrzymałości materiałów. Zestawienie wzorów i określeń.

Wykład Turbina parowa kondensacyjna

XXX OLIMPIADA FIZYCZNA ETAP III Zadanie doświadczalne

Definicje ogólne

Optymalizacja belki wspornikowej

Prawdopodobieństwo geometryczne

Przykład 5.1. Kratownica dwukrotnie statycznie niewyznaczalna

4. OPTYMALIZACJA WIELOKRYTERIALNA

ELEKTROCHEMIA. ( i = i ) Wykład II b. Nadnapięcie Równanie Buttlera-Volmera Równania Tafela. Wykład II. Równowaga dynamiczna i prąd wymiany

AGREGACJA SĄDÓW A AGREGACJA PREFERENCJI

Ile wynosi suma miar kątów wewnętrznych w pięciokącie?

Problem synchronizacji interwałowej w miejskiej komunikacji publicznej

ZASADA ZACHOWANIA MOMENTU PĘDU: PODSTAWY DYNAMIKI BRYŁY SZTYWNEJ

Problemy jednoczesnego testowania wielu hipotez statystycznych i ich zastosowania w analizie mikromacierzy DNA

Diagnostyka układów kombinacyjnych

Komputerowa analiza zagadnień różniczkowych 1. Układy równań liniowych

Triopol jako gra konkurencyjna i kooperacyjna

Modele wieloczynnikowe. Modele wieloczynnikowe. Modele wieloczynnikowe ogólne. α β β β ε. Analiza i Zarządzanie Portfelem cz. 4.

System BCD z κ. Adam Slaski na podstawie wykładów, notatek i uwag Pawła Urzyczyna. Semestr letni 2009/10

mgr inż. Wojciech Artichowicz MODELOWANIE PRZEPŁYWU USTALONEGO NIEJEDNOSTAJNEGO W KANAŁACH OTWARTYCH

Wstęp do metod numerycznych Faktoryzacja SVD Metody iteracyjne. P. F. Góra

Informacja o przestrzeniach Sobolewa

Notatki do wykładu Geometria Różniczkowa I

MECHANIKA 2 MOMENT BEZWŁADNOŚCI. Wykład Nr 10. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

W praktyce często zdarza się, że wyniki obu prób możemy traktować jako. wyniki pomiarów na tym samym elemencie populacji np.

Metody Numeryczne 2017/2018

Wykład Mikroskopowa interpretacja ciepła i pracy Entropia

Symetrie i struktury ciała stałego - W. Sikora

Proste modele ze złożonym zachowaniem czyli o chaosie

Część 1 7. TWIERDZENIA O WZAJEMNOŚCI 1 7. TWIERDZENIA O WZAJEMNOŚCI Twierdzenie Bettiego (o wzajemności prac)

CAŁKOWANIE NUMERYCZNE całki pojedyncze

Badanie współzależności dwóch cech ilościowych X i Y. Analiza korelacji prostej

5. CHARAKTERYSTYKI CZĘSTOTLIWOŚCIOWE

Wykład IX Optymalizacja i minimalizacja funkcji

(M2) Dynamika 1. ŚRODEK MASY. T. Środek ciężkości i środek masy

Tajemnice funkcji σ oraz τ. Dzielniki liczb naturalnych oraz elementy zaawansowanej teorii liczb.

Algebrą nazywamy strukturę A = (A, {F i : i I }), gdzie A jest zbiorem zwanym uniwersum algebry, zaś F i : A F i

Statystyka Inżynierska

Treść zadań 1 8 odnosi się do poniższego diagramu przestrzenno-czasowego.

Zapis informacji, systemy pozycyjne 1. Literatura Jerzy Grębosz, Symfonia C++ standard. Harvey M. Deitl, Paul J. Deitl, Arkana C++. Programowanie.

Wykład 15 Elektrostatyka

XLI OLIMPIADA FIZYCZNA ETAP WSTĘPNY Zadanie teoretyczne

( ) ( ) 2. Zadanie 1. są niezależnymi zmiennymi losowymi o. oraz. rozkładach normalnych, przy czym EX. i σ są nieznane. 1 Niech X

Uzupełnienia dotyczące zbiorów uporządkowanych (3 lutego 2011).

Przykład 4.1. Belka dwukrotnie statycznie niewyznaczalna o stałej sztywności zginania

Parametry zmiennej losowej

Statystyka Opisowa 2014 część 2. Katarzyna Lubnauer

Procedura normalizacji

= σ σ. 5. CML Capital Market Line, Rynkowa Linia Kapitału

0.1 Renty. 0.2 Wkłady oszczędnościowe Wkłady proste

Funkcje i charakterystyki zmiennych losowych

ZASTOSOWANIE KLASYCZNEGO ALGORYTMU GENETYCZNEGO DO ROZWIĄZANIA ZBILANSOWANEGO ZAGADNIENIA TRANSPORTOWEGO

) będą niezależnymi zmiennymi losowymi o tym samym rozkładzie normalnym z następującymi parametrami: nieznaną wartością 1 4

AERODYNAMICS I WYKŁAD 6 AERODYNAMIKA SKRZYDŁA O SKOŃCZONEJ ROZPIĘTOŚCI PODSTAWY TEORII LINII NOŚNEJ

Różniczkowalność, pochodne, ekstremum funkcji. x 2 1 x x 2 k

Analiza danych OGÓLNY SCHEMAT. Dane treningowe (znana decyzja) Klasyfikator. Dane testowe (znana decyzja)

Zadanie 2. Obliczyć rangę dowolnego elementu zbioru uporządkowanego N 0 N 0, gdy porządek jest zdefiniowany następująco: (a, b) (c, d) (a c b d)

Tomasz Grębski. Liczby zespolone

1 Metody optymalizacji wielokryterialnej Ogólna charakterystyka problemu Tradycyjne metody optymalizacji wielokryterialnej...

Pracownia Automatyki i Elektrotechniki Katedry Tworzyw Drzewnych Ćwiczenie 3. Analiza obwodów RLC przy wymuszeniach sinusoidalnych w stanie ustalonym

Modelowanie i obliczenia techniczne. Metody numeryczne w modelowaniu: Optymalizacja

Model ASAD. ceny i płace mogą ulegać zmianom (w odróżnieniu od poprzednio omawianych modeli)

PODSTAWA WYMIARU ORAZ WYSOKOŚĆ EMERYTURY USTALANEJ NA DOTYCHCZASOWYCH ZASADACH

Analiza rodzajów skutków i krytyczności uszkodzeń FMECA/FMEA według MIL STD A

Wprowadzenie. Support vector machines (maszyny wektorów wspierających, maszyny wektorów nośnych) SVM służy do: Zalety metody SVM

STATYSTYKA MATEMATYCZNA WYKŁAD 5 WERYFIKACJA HIPOTEZ NIEPARAMETRYCZNYCH

Model IS-LM-BP. Model IS-LM-BP jest wersją modelu ISLM w gospodarce otwartej. Pokazuje on zatem jak

Wykłady z termodynamiki i fizyki statystycznej. Semestr letni 2009/2010 Ewa Gudowska-Nowak, IFUJ, p.441 a

Nowoczesne technk nformatyczne - Ćwczene 2: PERCEPTRON str. 2 Potencjał membranowy u wyznaczany jest klasyczne: gdze: w waga -tego wejśca neuronu b ba

Transkrypt:

Marek Materzok Równana rekurencyjne na dzedznach Pommo, ż poczynłem starana, aby praca ta była możlwe kompletna wolna od błędów, ne mogę zagwarantować, że ne wkradły sę do nej żadne neścsłośc czy pomyłk. Czytać na własną odpowedzalność. 1. Wprowadzene Będzemy zajmować sę problemem znajdowana rozwązań rekurencyjnych równań na dzedznach. Interesować nas będą równana postac D = F (D). Motywującym przykładem jest zadane semantyk denotacyjnej dla beztypowego rachunku lambda. Każda funkcja w beztypowym rachunku lambda może być argumentem dla dowolnej nnej funkcj, wobec tego dzedzna, w której będzemy nterpretować wyrażena lambda, mus spełnać równane D = D D. 2. Funktory F -algebry W teor kategor standardowym narzędzem służącym rozwązywanu rekurencyjnych zależnośc jest pojęce F -algebry początkowej. Defncja 2.1. Nech F : K K będze endofunktorem nad kategorą K. F -algebrą nazywamy K-obekt A z morfzmem f : F (A) A. F -homomorfzmem z F -algebry A, f w F -algebrę B, g nazywamy K-morfzm h : A B tak, że h f = g F (h). Defncja 2.2. F -algebrę A, f nazywamy początkową, jeśl z każdej F -algebry B, g stneje w ną unkalny F -homomorfzm. Lemat 2.3. Jeśl A, f jest F -algebrą początkową, to f jest zomorfzmem. Dowód. Rozważmy F -algebrę F (A), F (f). Nech h : A > F (A) będze F -homomorfzmem. Z defncj F -homomorfzmu mamy h f = F (f) F (h) = F (f h). Poneważ (f h) f = f (h f) = f F (f h), f h jest F -automorfzmem, zatem f h = d A. Tym samym h f = F (f h) = F (d A ) = d F (A). Zatem h = f 1. Zatem jeśl znajdzemy kategorę, w której F będze funktorem, a A, f F -algebrą początkową, to rozwązanem równana D = F (D) jest A, natomast f jest zomorfzmem mędzy A F (A). Rozwązane równana jest węc z dokładnoścą do zomorfzmu. Rozpatrzmy kategorę CPO porządków zupełnych funkcj cągłych. Nestety, ta dość naturalna kategora ne jest odpowedna dla naszych celów. Aby to ukazać, przyjrzyjmy sę blżej bfunktorow. Defncja 2.4. Bfunktor : CPO CPO CPO jest konstruktorem przestrzen funkcj cągłych. Mając dane CPO-morfzmy - funkcje cągłe f : A B g : C D dzałane na nch jest następujące: (f g)(x) = g x f, f g : (B C) (A D). Zatem jest kontrawarantny względem perwszego argumentu kowarantny względem drugego. Potraktujmy F z naszego przykładu motywującego, F (D) = D D, jako defncję funktora w CPO. Zatem z 2.4 wynka, że dla CPO-morfzmu f : A B mamy F (f) = f f : (B A) (A B). Aby F było funktorem, mus zachodzć F (f) : F (A) F (B), czyl F (f) : (A A) (B B). Przyczyną problemu jest kontrawarantność względem perwszego argumentu. W zwązku z tym będzemy szukać kategor z podobnym do bfunktorem, który jednak będze kowarantny względem obu argumentów. 1

3. R-pary Defncja 3.1. Nech f : D E, g : E D będą CPO-morfzmam. Parę f, g : D E nazywamy r-parą. Dla r-par defnujemy operację złożena ( f 1, g 1 f 2, g 2 = f 1 f 2, g 2 g 1 ) oraz odwracana ( f, g op = g, f ). Będę czasem psać p L, p R na oznaczene składowych funkcj r-pary (p = p L, p R ). Wobec tego porządk zupełne z r-param jako morfzmam tworzą kategorę. Kategorę tę będzemy nazywać CPO R. Udowodnmy szereg przydatnych własnośc r-par kategor CPO R. Lemat 3.2. Nech p : B C, q : A B będą CPO R -morfzmam. 1. d A op = d A 2. (p q) op = q op p op 3. (p op ) op = p Dowód. Załóżmy, że p = f, g q = f, g. 1. d A op = d A, d A op = d A, d A = d A 2. (p q) op = ( f, g f, g ) op = f f, g g op = g g, f f = g, f g, f = q op p op 3. (p op ) op = ( f, g op ) op = g, f op = f, g = p Lemat 3.3. CPO R jest dentyczna z dualną kategorą CPO Rop. Dowód. Morfzmow p w CPO R odpowada morfzm p op w CPO Rop. Funktory nad CPO przenoszą sę łatwo na kategorę CPO R, dzałając po współrzędnych. W szczególnośc, dla dowolnego bfunktora : CPO CPO CPO stneje bfunktor R : CPO R CPO R CPO R dzałający na obektach tak samo, jak wyjścowy bfunktor, a na morfzmach zdefnowany następująco: f, g R f, g = f f, g g. Twerdzene 3.4. Zdefnowane powyżej przekształcene R jest bfunktorem oraz zachowuje warantność bfunktora względem obu argumentów. Dowód. Nech, j {0, 1} oznaczają ko- (0) lub kontrawarantność (1) bfunktora względem perwszego drugego argumentu. 1. Przekształcene R zachowuje morfzmy dentycznoścowe.. d A R d B = d A, d A R d B, d B = d A d B, d A d B = d A B, d A B = d A B = d A R B 2. Nech p = f, g : A 0 A 1 r = f, g : B 0 B 1 będą CPO R -morfzmam. Z założena o warantnośc mamy f f : A B j A 1 B 1 j. Zatem równeż g g : A 1 B 1 j A B j. Z defncj R mamy p R r = f f, g g, a zatem p R r : A R B j A 1 R B 1 j. 3. Nech p 0 = f 0, g 0 : B C p 1 = f 1, g 1 : A B r 0 = f 0, g 0 : B C r 1 = f 1, g 1 : A B będą CPO R -morfzmam. Z założena o warantnośc mamy (f 0 f 1 ) (f 0 f 1) = (f f j ) (f 1 f 1 j ) analogczną równość dla g. Wtedy (p 0 p 1 ) R (r 0 r 1 ) = ( f 0, g 0 f 1, g 1 ) R ( f 0, g 0 f 1, g 1 ) = f 0 f 1, g 1 f 0 R f 0 f 1, g 1 g 0 = (f 0 f 1 ) (f 0 f 1), (g 1 g 0 ) (g 1 g 0) = (f f j) (f 1 f 1 j), (g 1 g 1 j) (g g j) = f f j, g g j f 1 f 1 j, g 1 g 1 j = ( f, g R f j, g j ) ( f 1, g 1 R f 1 j, g 1 j ) = (p R r j ) (p 1 R r 1 j ) 2

Powyższy dowód można łatwo uogólnć do przypadku dowolnego n-arnego funktora. Mając te wszystke narzędza, zdefnujmy nowy bfunktor : CPO R CPO R CPO R. Nech na obektach A B = A B, zaś na morfzmach p r = p op R r. Twerdzene 3.5. Przekształcene jest bfunktorem kowarantnym względem obu argumentów. Dowód. Pokażę, że posada żądane własnośc. 1. Przekształcene zachowuje morfzmy dentycznoścowe. d X d Y = d X op R d Y = d X R d Y = d X R Y = d X Y 2. Nech p : A B, r : C D będą CPO R -morfzmam. Mamy p r = p op R r : (A C) (B D). 3. Zostało jeszcze pokazać, że mając dane dwa CPO R -morfzmy p : B C, r : A B, p : B C, r : A B mamy (p r) (p r ) = (p p ) (r r ). (p r) (p r ) = (p r) op R (p r ) = (r op p op ) R (p r ) = (p op R p ) (r op R r ) = (p p ) (r r ) Powyższą konstrukcję można uogólnć do dowolnego n-funktora kontrawarantnego F względem dowolnej lczby argumentów. Odpowadający mu n-funktor kowarantny w CPO R będzemy nazywać F R K. (Zatem = R K ). To rozwązuje nasze wcześnejsze problemy. Potraktujmy F (D) = D D jako defncję funktora w CPO R, podstawając za. Wtedy dla CPO R -morfzmu f : A B mamy F (f) = f f : (A A) (B B), co zgadza sę z defncją funktora. W ogólnośc, mając daną funkcję F zdefnowaną na obektach CPO przy pomocy funktorów nad CPO, można ndukcyjne pokazać, że można przyporządkować jej funktor G : CPO R CPO R, zamenając w defncj F użyce każdego funktora H na H R K. Dzałane funktora G na obektach jest dentyczne, jak funkcj F. 4. Pary projekcyjne Mamy już sposób, w jak z równana rekurencyjnego D = F (D) można uzyskać funktor F nad CPO R. Wcąż jednak ne jest jasne, jak szukać F -algebry początkowej, czyl rozwązana naszego równana na dzedznach. W tym celu odtworzymy znane pojęca porządku zupełnego funkcj cągłej. Defncja 4.1. Parą projekcyjną nazywać będzemy r-parę f, g : A B taką, że g f = d A oraz f g d B. Funkcję f będzemy nazywać włożenem, a funkcję g projekcją. Będzemy psać f, g : A B. Pary projekcyjne mają następującą bardzo stotną własność. Lemat 4.2. Nech f, g : A B będze parą projekcyjną. Wtedy zarówno f, jak g są strct. Jeśl f, g : A B, to f f wtw g g. Dowód. Mamy f( A ) (f g)( B ) B, zatem f jest strct. Podobne g( B ) (g f)( A ) = A, węc g równeż jest strct. Przy założenu, że f f mamy g = g f g g f g g. Podobne, zakładając, że g g, mamy f = f g f f g f f. Z drugej częśc powyższego lematu wynka, że każda projekcja posada unkalne włożene oraz że każde włożene posada unkalną projekcję. O parach projekcyjnych można myśleć, że zadają praporządek zupełny na porządkach zupełnych. Istnene pary projekcyjnej A B w pewnym sense oznacza, że w B można zapsać co najmnej te same wartośc, co w A. Lemat 4.3. Zachodzą następujące fakty: 1. d A : A A 3

2. Nech p : B C q : A B. Wtedy p q : A C. 3. Dla każdego porządku zupełnego A stneje dokładne jedna para projekcyjna! A : 1 A, gdze 1 jest porządkem jednoelementowym. Dowód. 1. Mamy d A = d A, d A, d A d A d A. 2. Mamy p q = p L q L, q R p R. Zatem q R p R p L q L = q R q L = d A oraz p L q L q R p R p L p R d C. 3. Przyjmjmy, że! A = const A, const 1. Mamy const 1 const A = d 1, poneważ d 1 jest jedyną funkcją z 1 w 1. Równeż (const A const 1 )(x A ) = A x A, co daje const A const 1 d A. Jedyność! A wynka z tego, że const A jest jedyną funkcją strct z 1 w A. Pary projekcyjne tworzą węc kategorę Proj, będącą podkategorą CPO R. Defncja 4.4. Funktor n-arny F nad CPO nazywamy lokalne monotoncznym, jeśl 1 n f f mplkuje F (f 1,..., f n ) F (f 1,..., f n) Lemat 4.5. Funktory projekcyjne, stałe oraz funktory +,, są lokalne monotonczne. Dowód. Netrudny mało stotny dla naszych rozważań. Lemat 4.6. Nech F : (CPO) n CPO będze funktorem lokalne monotoncznym. Wtedy F R k : Proj n Proj. Dowód. Dla uproszczena prezentacj przedstawę dowód dla funktora. Dowód ten można łatwo uogólnć. Nech p : A B, r : C D będą param projekcyjnym. Pokażę, że p r = p R r L, p L r R : (A C) (B D) też jest parą projekcyjną. Własność włożeń jest łatwa do pokazana. (p L r R ) (p R r L ) = (p R p L ) (r R r L ) = d A d C = d A C Wykazane własnośc projekcj wymaga zaś skorzystana z lokalnej monotoncznośc. (p R r L ) (p L r R ) = (p L p R ) (r L r R ) d B d D = d B D To wystarcza do pokazana, że nasza przykładowa funkcja na dzedznach F (D) = D D może być traktowana jako endofunktor nad kategorą par projekcyjnych Proj. Kontynuując analogę mędzy param projekcyjnym porządkam zupełnym, własność dzałana funktora na morfzmach można nterpretować jako własność monotoncznośc. 5. Kostożk, kogrance Odpowednkem pojęca ogranczena górnego jest pojęce kostożka. Defncja 5.1. Nech C będze kategorą, nech A będze pewnym zborem C-obektów, a F pewnym zborem C-morfzmów pomędzy obektam z A. Kostożkem będzemy nazywać C-obekt X oraz strzałk g A : A X (po jednej dla każdego obektu A z A) take, że dla każdej strzałk f : A B z F zachodz g A = g B f. Najmnejszemu ogranczenu górnemu odpowada zaś pojęce kograncy. Defncja 5.2. Nech A, F będą jak w defncj wyżej. Kostożek X, {g A } nazywamy kograncą, jeśl dla każdego nnego kostożka Y, {h A } stneje unkalny C-morfzm k : X Y tak, że dla każdego A z A zachodz k g A = h A. Zdefnujemy teraz odpowednk pojęca ω-łańcucha w teor kategor. Defncja 5.3. Nech C będze kategorą. Wtedy ω-łańcuchem będzemy nazywać cąg C-obektów A oraz C-morfzmów f : A A +1 ( N). 4

Ponżej będzemy sę zajmować kostożkam kograncam wyłączne w kategor par projekcyjnych Proj. Na początek wskażę prosty warunek koneczny wystarczający, aby dany kostożek był kograncą. Lemat 5.4. Nech {A }, {p } będze ω-łańcuchem. Nech X, {r } będze kostożkem takm, że rl rr = d X. Wtedy ów kostożek jest kograncą. Dowód. Nech Y, {s } będze dowolnym kostożkem. Zdefnujmy k = sl rr, rl s R : X Y. Pokażę, że k jest parą retrakcyjną. ( s R ) ( s L r R ) = s R s L r R = r R = d X ( s L r R ) ( s R ) = s L r R s R = s L s R d Y Pokazę teraz, że k spełna warunek k r = s. k r = s L s R, r R = s L j r R j, r R r L j s R j = s L j rj R rj L p L j 1... p L, p R... p R j 1 rj R rj L s R j = s L j p L j 1... p L, p R... p R j 1 s R j = s L, s R = s L, s R = s Zostało pokazać, że k jest unkalne. Nech l : X Y spełna warunek l r = s. l = l d X = l L, l R r R = l L r R l R = s L s R = k Zgodne z naszą analogą w tej kategor kogrance ω-łańcuchów zawsze stneją. Lemat 5.5. Nech {A }, {p } będze ω-łańcuchem. Wtedy stneje kostożek X, {r } spełnający warunek z poprzednego lematu. Dowód. Nech X = {x A : x = p R (x +1)} z porządkem po współrzędnych, (x) = x, (x) j = p L j 1 (rl (x) j 1) dla j >, r R (x) = x. Pokażę, że powyższe jest stożkem. Morfzmy r są oczywśce param projekcyjnym. Ponadto dla dowolnego mamy (p R rr +1 )(x) = pr (x +1) = x = r R (x), z lematu 4.2 można pokazać rl +1 pl =. Z jednej strony mamy r R d D, z drugej r L j (rr j (x)) j = r L j (x j) j = x j, z czego wynka, że rl r R = d X. Lemat 5.6. Nech {A }, {p } będze ω-łańcuchem, nech Y, {s } będze kograncą. Wtedy sl sr = d Y. Dowód. Z lematu powyżej stneje kogranca X, {r }, stneje węc też zomorfzm Φ : X Y. Tym samym mamy sl sr = ΦL r R Φ R = Φ L ( rl r R ) ΦR = Φ L Φ R = d Y. Tym samym pokazalśmy, że na kategorę Proj można patrzeć jak na praporządek zupełny. Kategora, w której zamast porządków zupełnych obektam byłyby klasy abstrakcj porządków zupełnych względem zomorfzmu, spełnałaby wszystke warunk byca porządkem zupełnym, byłaby węc w pewnym sense porządkem zupełnym porządków zupełnych. 6. Cągłość Funktorem cągłym będzemy nazywać funktor zachowujący kogrance ω-łańcuchów. 5

Defncja 6.1. Nech F : A 1... A n B będze funktorem. Funktor F nazywamy cągłym, jeśl dla dowolnych kogranc X, {g A } ( {1,..., n}) F (X 1,..., X n ), {F (g 1A1,..., g nan )} równeż jest kograncą. Defncja 6.2. Funktor n-arny F nad CPO nazywamy lokalne cągłym, jeśl dla dowolnych cągów rosnących funkcj cągłych fl (1 n) cąg F (fl 1,..., f l n ) jest cągem rosnącym funkcj cągłych, którego kresem górnym jest F ( l f l 1,..., l f l n). Fakt 6.3. Funktory projekcyjne, stałe oraz funktory +,, są lokalne cągłe. Lemat 6.4. Nech F będze lokalne cągłym n-funktorem. Wtedy funktor F R K jest cągły. Dowód. Dowód przeprowadzę na przykładze funktora. Nech X, {r } oraz Y, {s } będą kograncam pewnego ω-łańcucha. (r s ) L (r s ) R = = (r op R s ) L (r op R s ) R = ( r R ) (s L s R ) = ( (r R s L ) ( s R ) r R ) ( s L s R ) = d X d Y = d X Y Z lematu 5.4 kostożek X Y, {r s } jest kograncą. Fakt 6.5. Złożene funktorów cągłych jest cągłe. Z powyższych faktów wynka mędzy nnym, że nasza przykładowa funkcja na dzedznach F (D) = D D traktowana jako funktor nad Proj jest cągła. 7. Istnene F -algebry początkowej Można teraz już sformułować twerdzene będące odpowednkem twerdzena o punkce stałym. Twerdzene 7.1. Nech F : Proj Proj będze funktorem cągłym. Wtedy stneje F -algebra F x F, η F, gdze f : F (F x F ) F x F jest zomorfzmem. Dowód. Nech A 0 = 1, A +1 = F (A ), p 0 =,! F (1), p +1 = F (p ), {A }, {p } jest ω-łańcuchem. Z lematu 5.5 stneje jego kogranca F x F, {ρ }. Poneważ F cągły, F (F x F ), {F (ρ )} jest kograncą ω-łańcucha {A +1 }, {p +1 }. Tym samym jest też kograncą {A }, {p }. W zwązku z tym stneje zomorfzm η F : F (F x F ) F x F. Twerdzene 7.2. F -algebra z twerdzena 7.1 jest początkowa. Dowód. Nech X, α będze F -algebrą. Wskażę homomorfzm h : F x F X. Nech ρ : A X będą zdefnowane następująco: ρ 0 =, ρ +1 = α F (ρ ). Dla każdego zachodz ρ = ρ +1 p, dowód przez ndukcję: ρ 1 p 0 = ρ 1 = = ρ 0, ρ +2 p +1 = α F (ρ +1 ) F (p ) = α F (ρ +1 p ) = α F (ρ ) = ρ +1. W zwązku z tym X, {ρ } jest kostożkem, a zatem stneje dokładne jedno h : F x F X take, że dla każdego zachodz ρ = h ρ. Pokażę, że h jest homomorfzmem, to znaczy, że h η F = α F (h). W tym celu pokażę, że h η F α F (h) oba są medatoram pomędzy kograncą F (F x F ), {F (ρ )} kostożkem X, {ρ +1 }. Aby pokazać, że h η F jest medatorem dla F (F x F ) X, wystarczy skorzystać z faktu, że η F jest medatorem dla F (F x F ) F x F, a h medatorem dla F x F X. Pokazane, że α F (h) równeż ne jest kłopotlwe. Poneważ h ρ 0 = h ρ +1 = h η F F (ρ ) = α F (h) F (ρ ) = α F (h ρ ), h ρ jest jednoznaczne określone. Poneważ h L = h L d F xf = h L ρl ρr = (hl ρ L ) ρr, równeż samo h jest jednoznaczne określone. 6

8. Podsumowane Przy tworzenu tego opracowana operałem sę na rozdzałach 4 5 ksążk [1] Plotkna na temat dzedzn, rozdzale 3.4 ksążk [2] Perce a na temat teor kategor, rozdzale 11 ksążk [4] Schmdta na temat semantyk denotacyjnej oraz pracy [3] Wagnera o rozwązywanu równań rekurencyjnych na dzedznach. Powstawało ono w marę, jak czytałem dowody przedstawonego twerdzena, jako pomoc w ch zrozumenu. W zwązku z tym newykluczone są pewne neścsłośc błędy. Lteratura [1] Gordon Plotkn, Domans. Unversty of Ednburgh, 1983. [2] Benjamn C. Perce, Basc Category Theory for Computer Scentsts. The MIT Press, Cambrdge, Massachusetts, 1991. [3] Km R. Wagner, Solvng Recursve Doman Equatons wth Enrched Categores. Carnege Mellon Unversty, Pttsburgh, 1994. [4] Davd A. Schmdt, Denotatonal Semantcs. A methodology for language development. Kansas State Unversty, Manhattan, 1997. 7