Inverse Limit

Maruyama Lectures
17 May 202412:00

Summary

TLDRこのスクリプトではカテゴリー論の基礎を解説しており、特にリミットとその逆リミットについて深く掘り下げています。カテゴリー論におけるオブジェクトと写像の関係性から、ユニバーサルプロパティを持ち新しいオブジェクトを構成するプロセスが解説されています。ダイアグラムを用いた説明により、リミットとコリミットの概念が明確になり、その重要性と数学構造への適用が理解しやすくなります。逆リミットの定義とその条件、さらには直積とプロジェクションの関係性も詳述されています。

Takeaways

  • 📚 カテゴリー論の基礎を学ぶ際に、リミットとその逆(インバースリミット)の概念が重要である。
  • 🔍 リミットは、特定のオブジェクトや写像の組から定義されるカテゴリー論の主題の一つであり、数学構造を特徴付けるユニバーサルプロパティを持ちます。
  • 📈 カテゴリー論では、構造を記述する際に、特定のカテゴリーのオブジェクトから出る写像だけでなく、構造への写像も考慮されます。
  • 🔑 リミットとコリミットはデュアルな概念であり、それぞれが異なる一貫性条件に基づいて他のオブジェクトから構成されます。
  • 📐 ダイアグラムはカテゴリー論の重要なツールで、小さなカテゴリーから大きなカテゴリーへの写像を表すのに使われます。
  • 🌐 コーンは、特定のオブジェクトと写像の条件を満たすオブジェクトの集合であり、リミットの定義に使われます。
  • 🎯 リミットの定義には、ユニバーサルプロパティが含まれており、これはカテゴリーのオブジェクト間の一意の写像を定義します。
  • 🔄 インバースリミットは、通常のリミットの逆であり、無限のオブジェクトの系列を扱う際に定義されます。
  • 🏢 インバースリミットの構成には、直積やサブオブジェクト、プロジェクションなどが関与し、各オブジェクト間の包含関係を表します。
  • 🌟 リミットの概念は、日常的な数学的な収束や関数の極限を理解するのに役立つ視点を提供します。

Q & A

  • カテゴリー論の基礎を説明する際に、どのような3つの構成について話しましたか?

    -カテゴリー論の基礎では、オブジェクトとそれらの間の写像から始まり、それぞれにユニバーサルプロパティを持つ新しいオブジェクトを構成することを目指しています。

  • リミットとはどのような概念ですか?

    -リミットは、特定のオブジェクトや写像の組によって定義されるカテゴリー論の概念であり、集合論的に定着定義される数学的構造を特徴付けることができます。

  • カテゴリー論における「ユニバーサルプロパティ」とは何を指しますか?

    -ユニバーサルプロパティとは、カテゴリー論において特定のオブジェクトを特徴付ける性質であり、他のオブジェクトとの関係性に基づいて定義されます。

  • リミットとコリミットの概念はどのようにデュアルであると説明されていますか?

    -リミットとコリミットはデュアルであり、リミットは他から構成されるオブジェクトに一貫性を持たせる条件を返す一方、コリミットはオブジェクト同士を接着するもので形成されます。

  • ダイアグラムとファクターについて説明してください。

    -ダイアグラムはカテゴリー論で用いられる、オブジェクトと写像の関係を視覚化するツールであり、ファクターは小さなカテゴリーから大きなカテゴリーへの写像を表します。

  • コーンとはどのような性質を持ちますか?

    -コーンは、特定のオブジェクトの頂点から始まる写像の条件を満たすオブジェクトと写像の組を指し、カテゴリー論のリミットの定義に用いられます。

  • プロダクトエクアライブバックの例におけるリミットコーンの性質を説明してください。

    -プロダクトエクアライブバックの例では、リミットコーンは頂点から始まる写像がユニークに存在し、その写像を用いて元のコーンを構成するという性質を持っています。

  • インバースリミットとはどのような概念ですか?

    -インバースリミットは、リミットの概念を拡張したもので、無限に並んだノード間の写像が下にあるという条件を満たすオブジェクトを定義します。

  • インバースリミットの定義における「直積」の役割は何ですか?

    -直積は、インバースリミットの定義で頂点を構成するオブジェクトを表し、カテゴリーが集合、トップ空間、群、リング、ベクトル空間などである場合にそれぞれサブセットやサブ空間などの役割を果たします。

  • インバースリミットにおける「プロジェクション」の条件を説明してください。

    -インバースリミットのプロジェクション条件では、列のオブジェクト間の写像が全てインクルージョンマップであることが求められます。

  • リミットの図形的な表現として何が使われていますか?

    -リミットの図形的な表現では、共通部分に修練していくシーケンスが用いられ、日常的な関数の収束を例に説明されています。

Outlines

00:00

📚 カテゴリー論のリミットとコリミットの基礎

この段落では、カテゴリー論におけるリミットとコリミットの概念が紹介されています。リミットはオブジェクトと写像の組として定義され、カテゴリー論の主題の一つである集合論的に定義される数学構造の特徴付けに重点が置かれています。ユニバーサルプロパティを持つオブジェクトは、特定のカテゴリーのオブジェクトとして特徴付けられ、リミットやコリミットのいずれかに分類されます。また、ダイアグラム、コーン、およびインバースリミットの概念が説明されており、それらは数学的構造をより深く理解するための重要なツールです。

05:02

🔍 リミットとコーンの詳細解説

第二段落では、リミットとコーンの概念がさらに詳細に説明されています。リミットは、ユニバーサルプロパティを持つオブジェクトを構成する際に使用され、特定の条件を満たす写像の組として定義されます。コーンは、オブジェクトとそれに関連する写像の条件を満たすオブジェクトを定義します。また、リミットとコーンの関係性についても触れられており、それらはカテゴリー論において重要な役割を果たしています。

10:35

🌐 インバースリミットの概念と定義

最後の段落では、インバースリミットという概念が紹介されています。これは、無限に並んだノード間の写像の条件を満たすオブジェクトを定義するものです。インバースリミットは、特定のダイアグラムとそれに関連する写像の組から構成され、それらの写像がユニークであるというユニバーサルプロパティを持ちます。また、インバースリミットの条件とその構成要素についても説明されており、カテゴリー論において重要な位置づけをしています。

Mindmap

Keywords

💡カテゴリー論

カテゴリー論は、数学における一般的な構造を研究する抽象的な理論です。このビデオでは、カテゴリー論の基礎概念を解説しており、特にリミットとその逆リミットについて深く掘り下げています。カテゴリー論は、様々な数学的構造を一貫した枠組みで理解するための強力なツールです。

💡リミット

リミットは、カテゴリー論において一連のオブジェクトと写像からなる図式において、最終的なオブジェクトを形成する概念です。ビデオではリミットの定義と性質、そして特定の図式におけるリミットの計算方法について説明しています。

💡コーン

コーンは、カテゴリー論で用いられる概念で、あるオブジェクトとそのオブジェクトへのすべての写像の組から成る図式です。ビデオでは、コーンがリミットの定義にどのように関与し、どのようにしてユニバーサルプロパティを持つオブジェクトを特定するかを説明しています。

💡ユニバーサルプロパティ

ユニバーサルプロパティは、カテゴリー論において特定のオブジェクトや写像が他と区別される性質のことを指します。ビデオでは、ユニバーサルプロパティを持つオブジェクトがどのようにしてリミットやコリミットとして分類されるかを解説しています。

💡ファクター

ファクターは、カテゴリー論で用いられる言葉で、あるカテゴリーから別のカテゴリーへの写像を表します。ビデオでは、ファクターがリミットの計算やカテゴリー間の関係を定義する上でどのように役立つかを説明しています。

💡インバースリミット

インバースリミットは、通常のリミットの概念を逆向きに適用したもので、ビデオではこの概念がどのようにしてリミットの一般化や拡張を可能にするかについて説明しています。

💡ダイアグラム

カテゴリー論におけるダイアグラムは、オブジェクトと写像の関係を視覚的に表現したものです。ビデオでは、ダイアグラムがリミットの理解や計算にどのように重要であるかを強調しています。

💡直積

直積は、複数の集合やオブジェクトを組み合わせて新しい集合やオブジェクトを作る概念です。ビデオでは、直積がインバースリミットの定義にどのように関与するかについて触れています。

💡インクルージョンマップ

インクルージョンマップは、ある集合やオブジェクトが別の集合やオブジェクトに含まれることを表す写像です。ビデオでは、インクルージョンマップがリミットの形成にどのように影響を与えるかを説明しています。

💡交わり

交わりは、複数の集合が共有する要素の集合を指します。ビデオでは、交わりがインバースリミットの計算においてどのように重要な役割を果たすかについて解説しています。

Highlights

カテゴリー論の基礎を解説。リミットとコリミットの概念を紹介。

リミットはオブジェクトと写像の組として定義される。

カテゴリー論の主題の一つは、数学的構造を射の記述で特徴付けること。

ユニバーサルプロパティは、集合から他のカテゴリーに一般化することができる。

リミットとコリミットの概念はデュアルである。

ダイアグラムとファクターを用いたカテゴリーの説明方法。

コーン(Cone)の定義とその重要性。

プロダクトエクアライブバックの例を通じてリミットの理解を深める。

リミットのユニバーサルプロパティとその特徴。

インバースリミットの概念とその定義方法。

インバースリミットの構成要素とその条件。

リミットと共通部分、収束という観点からの捉え方。

直積とサブオブジェクトの関係性。

プロジェクションの転義とインクルージョンマップの説明。

リミットの交わりとその意味。

日常的な収束とリミットの類推。

Transcripts

play00:01

カテゴリー論基礎のパート2リミットとコ

play00:03

リミットの5回目です今日はインバース

play00:06

リミットってやつの話をしようと思います

play00:09

でその前に少しちょっと振り返りをでこれ

play00:12

までプロダクトエクアライブバックという

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3つの構成を見てきこれには明らか共通点

play00:19

がありますでそれぞれはいくつかの

play00:21

オブジェクトとそれらの間のいくつの写像

play00:25

から始まりますそれぞれに我々は

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ユニバーサルプロパティを持つ新しい

play00:30

オブジェクトをそのオブジェクトから元の

play00:34

オブジェクトへの写像ともに構成すること

play00:37

を目指しているだからリミットこリミッ

play00:40

トってのは1つのオブジェクトだけじゃ

play00:43

ないんですよねその

play00:45

あのオブジェクトからあるいはその

play00:49

オブジェクトへの写像と共にその写像の組

play00:53

として定義されるでカテゴリー論の主な

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テーマの1つは集合論的に定着定義される

play01:00

ことが多い数学的構造は特定のカテゴリー

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のオブジェクトへの構造からの射の記述

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または構造

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からだけじゃなくて構造への社の記述に

play01:14

よって完全に特徴付けることができると

play01:18

いうことで

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あるこのような特徴付けはそのように記述

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されたオブジェクトのユニバーサル

play01:24

プロパティと呼ばれ集合から他の

play01:27

カテゴリーに直に一般化することができる

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これはミール

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リールの話なんですけれどもねま誰が言っ

play01:37

ても同じなんですけどねユニバーサル

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プロパティにおいて定義される

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オブジェクトは適切なカテゴリーにおいて

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リミットまたはコリミットのいずれかに

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分類することができるリミットとコ

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リミットの概念はデュアルであるつまり

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リミットは追加的な一貫したコヒーラとな

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条件を返すことによって他部から構成され

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コリミットはオブジェクト同士をあの

play02:04

ジインあのグルービングですね接着する

play02:07

ことにって形成されるこれは前に

play02:10

あの代も言ってたことですねでリミットの

play02:16

点をもう一度振り返ってみようという風に

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思いますま1つはダイヤグラムですねでA

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をカテゴリーとしIをスモールカテゴリー

play02:24

とスモールカテゴリーの説明まだして

play02:27

スモールカテゴリー

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の反対はあのビッグなりラージな

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カテゴリーがあるんですがそれはまた別な

play02:34

機でそのIからAへのファクターを考えて

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それをあのIシプトダイアグラムという風

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に読みますでこの

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あのダイヤグラムIとAのペアの例ですが

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ま例えばプロダクトもやだったらこういう

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2つの点から2つのノードからなるあの

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インデックスカテゴリーからこういう右側

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のラベルがついたやつが生まれるでプル

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バックの場合だったらこういうやつです

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ねでエクレだったらこういうやつでこう

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いうのがダイヤグラムがファンクたーとし

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て与えられてるとに考えますもう1つ

play03:20

ダイアゴナルと大事なガナはコーンという

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のがあってでコーンていうのは

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オブジェクト

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ま1つの頂点ま今の頂点をなす

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オブジェクトと次の条件を満たす条件後で

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いますけれどもこういうAから頂点から

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このDIってのはそのダイヤグラムの

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それぞれの要子ですねそれへのシとして

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そのペアとして頂点とこの車のペアとして

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与えられる

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でその車はですねIの全ての写像IからJ

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への写像があったとしてそのの図がかかん

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だこの右側のDIからDJはダイアグラム

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で表されるまあのリミットの場合だったら

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この

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オーバーなんで底辺に当たる部分のかあの

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写像ですねでそれが頂点からFiFJ降り

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てあとしてこれが価にならなきゃいけなて

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いう条件見すそれはコーンですねまこう

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いうやつですねコーンオバDでDこの例

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だったらこれプロダクトの例ですねXY

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っていうのからしかもこれは

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ディスクリートでXの間にはしがないです

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ねそういうダイヤグラムを与えられた時に

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頂点からそのあダイアグラムD

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ダイアグラムDのxyに対数者FYF2が

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与えられてまだからこれはDファクターD

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の中で1がXになってで2がYにな

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るっていうことですねそもう1つコが定義

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されたら今度はリミットコンというのを

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考えますこれはあのLを頂点とするこれL

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はリミットのLだと思いますけれどもで

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その頂点Lとその車PiとペアでこれPを

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あのこれプロジェクションという風に言い

play05:20

ますねでこのD上の2のに対して全てのi

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についてPiポーズFバーがF

play05:33

あのFLですねだユニークな写像AからL

play05:38

の写像が存在ですこれがユニバーサル

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プロパティってやつですねこれは前に見た

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プロダクトの例で言うとこういう風にあの

play05:47

こ赤い部分がリミット

play05:50

コーンですねでこれはだからあの2位の

play05:54

コンの頂点AからこのリミットコーンのL

play05:58

へのあの車AからLの車があのユニークに

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存在してでこのPLとFこのFを

play06:08

コンポーズしたものがその元のあの2位の

play06:13

コーンのFLを構成するという条件です

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これがリミットコーンですで今回はあの

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この定義の仕方でインバースリミットって

play06:26

やつをあの定義しようと思ってるんですが

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これはどういうリミットかっていうとこう

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いうやつなんですねあの点がこれは無限に

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あって構わないで無限に並んでいてで

play06:39

ただしそれぞれのノド間にあの右のもの

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から左のものでの下がありますまそれを

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ダイヤグラムとして書いたのがミカの方で

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A1A2A3ってありますがそれぞれにF

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1f2F3っていう車が定義されてると

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いうやつですねでこういうこのの

play07:00

インバースリミットをこういう風に

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リミットの

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Aで矢印が

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あの右から左になってるのは上みれば

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分かりますねそっち向きこっち向きですね

play07:14

ということですでこのインバースリミット

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AIを構成するっていうのは次のものから

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構成されてます1つはま頂点に当たるもの

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ですけどもこれは直積あのAIののあの

play07:30

リテーションプロダクトのサブ

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オブジェクトですねそれが頂点を構成する

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リミットAIだただこれはまその

play07:39

カテゴリーがあのセットだったりトップ

play07:43

だったりグループだったりリングベクトに

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応じてそれぞれあのサブセットサブ

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スペースサブグループサブリングサブ

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スペースになるということですね

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直積っていうのはこの列A1A2を全て

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含んでいてこのI盤目のイってのはこのI

play08:00

番目の写像Fiの像になりますでFiかこ

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えI+1これ上の図を見れば分かります

play08:09

けど1でこれはあのAIになりますこれが

play08:16

要するにインバースミットの

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条件ですねもう1つそのシはどういうこの

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プロジェクションはどう点にされてる

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かって言とその列A1A2から相番のイ

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あの射影とのこれがあの転義されてると

play08:34

いうことですねまイ

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あの写像が全てインクルージョンマップの

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場合ですねA1A2の間もあの要するにA

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2インクルードAIあるいはA2A3の間

play10:45

play10:47

あのA2インクルードA3っていうような

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そういうインクルージョンマップだとする

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とで要するに何を言いたいかっていうと

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このインクルージョンバップなるとA1が

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A2を含みA2がA3を含みでそういう

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関係になってるというダイアグラムになり

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ますこういうことですねこういうでこの

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場合にリミットAどうなるかって言うと

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これは見て分かりますこの真ん中のが

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だんだん修練してくるんですよねだから

play11:17

リミットAIっていうのはあのこのこれら

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のあの全部のインターセクションその交わ

play11:25

になりますねそこのとこにずっと修練して

play11:27

くっていうイメージでこれがリミットだと

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いうことですこれがインバあのインバース

play11:34

リミットで図形的にはだからあのそういう

play11:39

あの共通部分に修練してくあの

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シーケンスだと思えばまそういう意味じゃ

play11:46

あのある意味僕らがあの日常的にあのある

play11:51

関数が収束するってのもイプシロンデルタ

play11:54

も大体こういうイメージで捉えることが

play11:56

できるんじゃないかという風に思ってい

play11:58

ますH

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カテゴリー論リミットコリミット数学構造ユニバーサルプロパティ図解ファクターインバースリミット数学教育概念解説
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