층 (수학): 두 판 사이의 차이

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=== 준층 ===
[[범주 (수학)|범주]] <math>\mathcal X</math> 위의, [[범주 (수학)|범주]] <math>\mathcal C</math>의 값을 갖는 '''준층'''(準層, {{llang|en|presheaf|프리시프}}, {{llang|fr|préfaisceau|프레페소}})은 [[함자 (수학)|함자]] <math>\mathcal F\colon\mathcal X^{\operatorname{op}}\to\mathcal C</math>이다. 여기서 <math>^{\operatorname{op}}</math>은 반대 범주(사상의 방향이 뒤집한 범주)를 뜻한다. 준층을 대상으로 하고, 준층 사이의 [[자연 변환]]을 사상으로 하는 범주를 <math>\operatorname{PSh}(X,\mathcal C)</math>라고 한다.
 
준층 <math>\mathcal F\in\operatorname{PSh}(\mathcal X,\mathcal C)</math>의, [[열린집합]]대상 <math>U\in \operatorname{Ob}(mathcal X)</math> 위에서의 '''단면'''(斷面, {{llang|en|section}})들로 구성된 대상 <math>\Gamma(U,\mathcal F)\in\mathcal C</math>은
:<math>\Gamma(U,\mathcal F)=\mathcal F(U)\in\operatorname{Ob}( \mathcal C)</math>
이다.
 
고전적인 경우는 <math>\mathcal X</math>가 [[위상 공간 (수학)|위상 공간]] <math>X</math>의 [[열린집합]]들의 범주인범주 <math>\mathcal X=\operatorname{Open}(X)</math>인 경우다. 이 경우,
* 대상은 <math>X</math>의 [[열린집합]]이다.
* 만약 두 [[열린집합]] <math>U,V</math>에 대하여, <math>U\subseteq V</math>라면 <math>\hom(U,V)</math>은 [[한원소 집합]] <math>\{\iota_{UV}\}</math>이며, 아니면 <math>\hom(U,V)=\varnothing</math>이다. 여기서 <math>\iota_{UV}\colon U\to V</math>는 포함 함수이다.
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=== 분리 준층과 층 ===
아래 정의에서, <math>\mathcal C=\operatorname{Set}</math>인 경우를 생각하자. (만약 <math>\mathcal C</math>가 [[구체적 범주]]라면, 이를 집합의 범주의 부분 범주로 여겨 아래 정의를 자명하게 일반화할 수 있다.)
 
범주 <math>\mathcal X</math> 속에 대상 <math>U\in\mathcal X</math>가 주어졌다고 하자.
<math>\mathcal X</math> 위에는 [[요네다 매장]]으로 인한 준층
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를 정의할 수 있다. 각 준층 사상 <math>f\colon\hom_{\mathcal X}(-,U)\to\mathcal F</math>은 <math>U</math>의 각 "열린 부분 집합"에 <math>\mathcal F</math>의 단면을 대응시킨다.
 
<math>\mathcal X</math> 위에 [[그로텐디크 위상]] <math>\mathfrak J</math>가 주어졌다고 하자. 그렇다면, 임의의 대상 <math>U\in\mathcal X</math>에 대하여, 덮개체들의 집합 <math>\mathcal J(U)</math>이 존재하며, 각 덮개체 <math>\mathcal S\in\mathfrak J(U)</math>는 <math>\mathcal X</math> 위의 준층을 이룬다. 마찬가지로, 준층 사상들의 집합
:<math>\mathfrak J(U)=\{\mathcal S_i\}_{i\in I}</math>
:<math>\mathcal S_i\colon\mathcal C^{\operatorname{op}}\to\operatorname{Set}</math>
이 존재한다. 각 덮개체 <math>\mathcal S_i</math>는 <math>\mathcal C</math> 위의 준층을 이룬다. 마찬가지로, 준층 사상들의 집합
:<math>\hom_{\operatorname{PSh}(\mathcal X)}(\mathcal S,\mathcal F)</math>
를 정의할 수 있다. 각 준층 사상 <math>f\colon\mathcal S\to\mathcal F</math>는 <math>U</math>의 덮개에 속하는 각 "열린 부분 집합"에 <math>\mathcal F</math>의 단면을 대응시킨다.
 
덮개체 <math>\mathcal S_iS\in\mathfrak J(U)</math>는 정의에 따라 <math>\hom(-,U)</math>의 부분 함자이므로, 자연스러운 제약 함수
:<math>\operatorname{res}_{\hom_{\mathcal X}(-,U),\mathcal S}\colon\hom_{\operatorname{PSh}(\mathcal X)}(\hom_{\mathcal X}(-,U),\mathcal F)\to\hom_{\operatorname{PSh}(\mathcal X)}(\mathcal S,\mathcal F)</math>
가 존재한다. 이 경우, 다음과 같은 정의를 내릴 수 있다.