Quellcodebibliothek Statistik Leitseite products/Sources/formale Sprachen/GAP/pkg/cap/doc/   (Algebra von RWTH Aachen Version 4.15.1©)  Datei vom 22.8.2025 mit Größe 131 kB image not shown  

Quelle  _Chapter_Universal_Objects.xml   Sprache: XML

 
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<!-- This is an automatically generated file. -->
<Chapter Label="Chapter_Universal_Objects">
<Heading>Universal Objects</Heading>

<P/>
<Section Label="Chapter_Universal_Objects_Section_Kernel">
<Heading>Kernel</Heading>

 For a given morphism <Math>\alpha: A \rightarrow B</Math>, a kernel of <Math>\alpha</Math> consists of three parts:
<List>
<Item>
an object <Math>K</Math>, 
</Item>
<Item>
a morphism <Math>\iota: K \rightarrow A</Math> such that <Math>\alpha \circ \iota \sim_{K,B} 0</Math>,
</Item>
<Item>
a dependent function <Math>u</Math> mapping each morphism <Math>\tau: T \rightarrow A</Math> satisfying <Math>\alpha \circ \tau \sim_{T,B} 0</Math> to a morphism <Math>u(\tau): T \rightarrow K</Math> such that <Math>\iota \circ u( \tau ) \sim_{T,A} \tau</Math>. 
</Item>
</List>
 The triple <Math>( K, \iota, u )</Math> is called a <Emph>kernel</Emph> of <Math>\alpha</Math> if the morphisms <Math>u( \tau )</Math> are uniquely determined up to
 congruence of morphisms.
 We denote the object <Math>K</Math> of such a triple by <Math>\mathrm{KernelObject}(\alpha)</Math>.
 We say that the morphism <Math>u(\tau)</Math> is induced by the
 <Emph>universal property of the kernel</Emph>.
 <Math>\\ </Math>
 <Math>\mathrm{KernelObject}</Math> is a functorial operation. This means:
 for <Math>\mu: A \rightarrow A', \nu: B \rightarrow B'</Math>,
 <Math>\alpha: A \rightarrow B</Math>, <Math>\alpha': A' \rightarrow B' such that \nu \circ \alpha \sim_{A,B'} \alpha' \circ \mu,
 we obtain a morphism <Math>\mathrm{KernelObject}( \alpha ) \rightarrow \mathrm{KernelObject}( \alpha' ).
<Alt Only="LaTeX"><![CDATA[
 \begin{center}
 \begin{tikzpicture}
 \def\w{2}
 \node (K) at (-\w,0) {$K$};
 \node (T) at (-\w,\w) {$T$};
 \node (A) at (0,0) {$A$};
 \node (B) at (\w,0) {$B$};
 \draw[-latex] (A) to node[pos=0.45, above] {$\alpha$} (B);
 \draw[-latex] (K) to node[pos=0.45, above] {$\iota$} (A);
 \draw[-latex] (T) to node[pos=0.45, above right] {$\tau$} (A);
 \draw[dashed, -latex] (T) to node[pos=0.45, left] {$\exists ! u( \tau )$} (K);
 \draw[-latex, dotted] (T) to [out = 0, in = 90] node[pos=0.45, above right] {$\alpha \circ \tau \sim_{T,B} 0$} (B);
 \draw[-latex, dotted] (K) to [out = -45, in = -135] node[pos=0.45, below] {$\alpha \circ \iota \sim_{K,B} 0$} (B);
 \end{tikzpicture}
 \end{center}
]]></Alt>
<ManSection>
  <Attr Arg="alpha" Name="KernelObject" Label="for IsCapCategoryMorphism"/>
 <Returns>an object
</Returns>
 <Description>
 The argument is a morphism <Math>\alpha</Math>.
 The output is the kernel <Math>K</Math> of <Math>\alpha</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Attr Arg="alpha" Name="KernelEmbedding" Label="for IsCapCategoryMorphism"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(\mathrm{KernelObject}(\alpha),A)</Math>
</Returns>
 <Description>
 The argument is a morphism <Math>\alpha: A \rightarrow B</Math>.
 The output is the kernel embedding <Math>\iota: \mathrm{KernelObject}(\alpha) \rightarrow A</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="alpha, K" Name="KernelEmbeddingWithGivenKernelObject" Label="for IsCapCategoryMorphism, IsCapCategoryObject"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(K,A)</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are a morphism <Math>\alpha: A \rightarrow B</Math>
 and an object <Math>K = \mathrm{KernelObject}(\alpha)</Math>.
 The output is the kernel embedding <Math>\iota: K \rightarrow A</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="alpha" Name="MorphismFromKernelObjectToSink" Label="for IsCapCategoryMorphism"/>
 <Returns>the zero morphism in <Math>\mathrm{Hom}( \mathrm{KernelObject}(\alpha), B )</Math>
</Returns>
 <Description>
 The argument is a morphism <Math>\alpha: A \rightarrow B</Math>.
 The output is the zero morphism <Math>0: \mathrm{KernelObject}(\alpha) \rightarrow B</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="alpha, K" Name="MorphismFromKernelObjectToSinkWithGivenKernelObject" Label="for IsCapCategoryMorphism, IsCapCategoryObject"/>
 <Returns>the zero morphism in <Math>\mathrm{Hom}( K, B )</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are a morphism <Math>\alpha: A \rightarrow B</Math>
 and an object <Math>K = \mathrm{KernelObject}(\alpha)</Math>.
 The output is the zero morphism <Math>0: K \rightarrow B</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="alpha, T, tau" Name="KernelLift" Label="for IsCapCategoryMorphism, IsCapCategoryObject, IsCapCategoryMorphism"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(T,\mathrm{KernelObject}(\alpha))</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are a morphism <Math>\alpha: A \rightarrow B</Math>, a test object <Math>T</Math>,
 and a test morphism <Math>\tau: T \rightarrow A</Math> satisfying <Math>\alpha \circ \tau \sim_{T,B} 0</Math>.
 For convenience, the test object <A>T</A> can be omitted and is automatically derived from <A>tau</A> in that case.
 The output is the morphism <Math>u(\tau): T \rightarrow \mathrm{KernelObject}(\alpha)</Math>
 given by the universal property of the kernel.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="alpha, T, tau, K" Name="KernelLiftWithGivenKernelObject" Label="for IsCapCategoryMorphism, IsCapCategoryObject, IsCapCategoryMorphism, IsCapCategoryObject"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(T,K)</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are a morphism <Math>\alpha: A \rightarrow B</Math>, a test object <Math>T</Math>,
 a test morphism <Math>\tau: T \rightarrow A</Math> satisfying <Math>\alpha \circ \tau \sim_{T,B} 0</Math>,
 and an object <Math>K = \mathrm{KernelObject}(\alpha)</Math>.
 For convenience, the test object <A>T</A> can be omitted and is automatically derived from <A>tau</A> in that case.
 The output is the morphism <Math>u(\tau): T \rightarrow K</Math>
 given by the universal property of the kernel.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="L" Name="KernelObjectFunctorial" Label="for IsList"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}( \mathrm{KernelObject}( \alpha ), \mathrm{KernelObject}( \alpha' ) )
</Returns>
 <Description>
 The argument is a list <Math>L = [ \alpha: A \rightarrow B, [ \mu: A \rightarrow A', \nu: B \rightarrow B' ], \alpha': A' \rightarrow B' ] of morphisms.
 The output is the morphism
 <Math>\mathrm{KernelObject}( \alpha ) \rightarrow \mathrm{KernelObject}( \alpha' )
 given by the functoriality of the kernel.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="alpha, mu, alpha_prime" Name="KernelObjectFunctorial" Label="for IsCapCategoryMorphism, IsCapCategoryMorphism, IsCapCategoryMorphism"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}( \mathrm{KernelObject}( \alpha ), \mathrm{KernelObject}( \alpha' ) )
</Returns>
 <Description>
 The arguments are three morphisms
 <Math>\alpha: A \rightarrow B</Math>, <Math>\mu: A \rightarrow A', \alpha': A' \rightarrow B'</Math>.
 The output is the morphism
 <Math>\mathrm{KernelObject}( \alpha ) \rightarrow \mathrm{KernelObject}( \alpha' )
 given by the functoriality of the kernel.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="s, alpha, mu, alpha_prime, r" Name="KernelObjectFunctorialWithGivenKernelObjects" Label="for IsCapCategoryObject, IsCapCategoryMorphism, IsCapCategoryMorphism,IsCapCategoryMorphism, IsCapCategoryObject"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}( s, r )</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are an object <Math>s = \mathrm{KernelObject}( \alpha )</Math>,
 three morphisms
 <Math>\alpha: A \rightarrow B</Math>, <Math>\mu: A \rightarrow A', \alpha': A' \rightarrow B'</Math>,
 and an object <Math>r = \mathrm{KernelObject}( \alpha' ).
 The output is the morphism
 <Math>\mathrm{KernelObject}( \alpha ) \rightarrow \mathrm{KernelObject}( \alpha' )
 given by the functoriality of the kernel.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="s, alpha, mu, nu, alpha_prime, r" Name="KernelObjectFunctorialWithGivenKernelObjects" Label="for IsCapCategoryObject, IsCapCategoryMorphism, IsCapCategoryMorphism,IsCapCategoryMorphism, IsCapCategoryMorphism, IsCapCategoryObject"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}( s, r )</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are an object <Math>s = \mathrm{KernelObject}( \alpha )</Math>,
 four morphisms
 <Math>\alpha: A \rightarrow B</Math>, <Math>\mu: A \rightarrow A', \nu: B \rightarrow B'</Math>, <Math>\alpha': A' \rightarrow B',
 and an object <Math>r = \mathrm{KernelObject}( \alpha' ).
 The output is the morphism
 <Math>\mathrm{KernelObject}( \alpha ) \rightarrow \mathrm{KernelObject}( \alpha' )
 given by the functoriality of the kernel.
 </Description>
</ManSection>


</Section>


<Section Label="Chapter_Universal_Objects_Section_Cokernel">
<Heading>Cokernel</Heading>

 For a given morphism <Math>\alpha: A \rightarrow B</Math>, a cokernel of <Math>\alpha</Math> consists of three parts:
<List>
<Item>
an object <Math>K</Math>,
</Item>
<Item>
a morphism <Math>\epsilon: B \rightarrow K</Math> such that <Math>\epsilon \circ \alpha \sim_{A,K} 0</Math>,
</Item>
<Item>
a dependent function <Math>u</Math> mapping each <Math>\tau: B \rightarrow T</Math> satisfying <Math>\tau \circ \alpha \sim_{A, T} 0</Math> to a morphism <Math>u(\tau):K \rightarrow T</Math> such that <Math>u(\tau) \circ \epsilon \sim_{B,T} \tau</Math>.
</Item>
</List>
 The triple <Math>( K, \epsilon, u )</Math> is called a <Emph>cokernel</Emph> of <Math>\alpha</Math> if the morphisms <Math>u( \tau )</Math> are uniquely determined up to
 congruence of morphisms.
 We denote the object <Math>K</Math> of such a triple by <Math>\mathrm{CokernelObject}(\alpha)</Math>.
 We say that the morphism <Math>u(\tau)</Math> is induced by the
 <Emph>universal property of the cokernel</Emph>.
 <Math>\\ </Math>
 <Math>\mathrm{CokernelObject}</Math> is a functorial operation. This means:
 for <Math>\mu: A \rightarrow A', \nu: B \rightarrow B'</Math>,
 <Math>\alpha: A \rightarrow B</Math>, <Math>\alpha': A' \rightarrow B' such that \nu \circ \alpha \sim_{A,B'} \alpha' \circ \mu,
 we obtain a morphism <Math>\mathrm{CokernelObject}( \alpha ) \rightarrow \mathrm{CokernelObject}( \alpha' ).
<Alt Only="LaTeX"><![CDATA[
 \begin{center}
 \begin{tikzpicture}
 \def\w{2}
 \node (A) at (0,0) {$A$};
 \node (B) at (\w,0) {$B$};
 \node (K) at (2*\w,0) {$K$};
 \node (T) at (2*\w,\w) {$T$};
 \draw[-latex] (A) to node[pos=0.45, above] {$\alpha$} (B);
 \draw[-latex] (B) to node[pos=0.45, above] {$\epsilon$} (K);
 \draw[-latex] (B) to node[pos=0.45, above left] {$\tau$} (T);
 \draw[dashed, -latex] (K) to node[pos=0.45, right] {$\exists ! u( \tau )$} (T);
 \draw[-latex, dotted] (A) to [out = 90, in = 180] node[pos=0.45, above left] {$\tau \circ \alpha \sim_{A, T} 0$} (T);
 \draw[-latex, dotted] (A) to [out = -45, in = -135] node[pos=0.45, below] {$\epsilon \circ \alpha \sim_{A,K} 0$} (K);
 \end{tikzpicture}
 \end{center}
]]></Alt>
<ManSection>
  <Attr Arg="alpha" Name="CokernelObject" Label="for IsCapCategoryMorphism"/>
 <Returns>an object
</Returns>
 <Description>
 The argument is a morphism <Math>\alpha: A \rightarrow B</Math>.
 The output is the cokernel <Math>K</Math> of <Math>\alpha</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Attr Arg="alpha" Name="CokernelProjection" Label="for IsCapCategoryMorphism"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(B, \mathrm{CokernelObject}( \alpha ))</Math>
</Returns>
 <Description>
 The argument is a morphism <Math>\alpha: A \rightarrow B</Math>.
 The output is the cokernel projection <Math>\epsilon: B \rightarrow \mathrm{CokernelObject}( \alpha )</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="alpha, K" Name="CokernelProjectionWithGivenCokernelObject" Label="for IsCapCategoryMorphism, IsCapCategoryObject"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(B, K)</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are a morphism <Math>\alpha: A \rightarrow B</Math>
 and an object <Math>K = \mathrm{CokernelObject}(\alpha)</Math>.
 The output is the cokernel projection <Math>\epsilon: B \rightarrow \mathrm{CokernelObject}( \alpha )</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="alpha" Name="MorphismFromSourceToCokernelObject" Label="for IsCapCategoryMorphism"/>
 <Returns>the zero morphism in <Math>\mathrm{Hom}( A, \mathrm{CokernelObject}( \alpha ) )</Math>.
</Returns>
 <Description>
 The argument is a morphism <Math>\alpha: A \rightarrow B</Math>.
 The output is the zero morphism <Math>0: A \rightarrow \mathrm{CokernelObject}(\alpha)</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="alpha, K" Name="MorphismFromSourceToCokernelObjectWithGivenCokernelObject" Label="for IsCapCategoryMorphism, IsCapCategoryObject"/>
 <Returns>the zero morphism in <Math>\mathrm{Hom}( A, K )</Math>.
</Returns>
 <Description>
 The argument is a morphism <Math>\alpha: A \rightarrow B</Math>
 and an object <Math>K = \mathrm{CokernelObject}(\alpha)</Math>.
 The output is the zero morphism <Math>0: A \rightarrow K</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="alpha, T, tau" Name="CokernelColift" Label="for IsCapCategoryMorphism, IsCapCategoryObject, IsCapCategoryMorphism"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(\mathrm{CokernelObject}(\alpha),T)</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are a morphism <Math>\alpha: A \rightarrow B</Math>, a test object <Math>T</Math>,
 and a test morphism <Math>\tau: B \rightarrow T</Math> satisfying <Math>\tau \circ \alpha \sim_{A, T} 0</Math>.
 For convenience, the test object <A>T</A> can be omitted and is automatically derived from <A>tau</A> in that case.
 The output is the morphism <Math>u(\tau): \mathrm{CokernelObject}(\alpha) \rightarrow T</Math>
 given by the universal property of the cokernel.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="alpha, T, tau, K" Name="CokernelColiftWithGivenCokernelObject" Label="for IsCapCategoryMorphism, IsCapCategoryObject, IsCapCategoryMorphism, IsCapCategoryObject"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(K,T)</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are a morphism <Math>\alpha: A \rightarrow B</Math>, a test object <Math>T</Math>,
 a test morphism <Math>\tau: B \rightarrow T</Math> satisfying <Math>\tau \circ \alpha \sim_{A, T} 0</Math>,
 and an object <Math>K = \mathrm{CokernelObject}(\alpha)</Math>.
 For convenience, the test object <A>T</A> can be omitted and is automatically derived from <A>tau</A> in that case.
 The output is the morphism <Math>u(\tau): K \rightarrow T</Math>
 given by the universal property of the cokernel.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="L" Name="CokernelObjectFunctorial" Label="for IsList"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(\mathrm{CokernelObject}( \alpha ), \mathrm{CokernelObject}( \alpha' ))
</Returns>
 <Description>
 The argument is a list <Math>L = [ \alpha: A \rightarrow B, [ \mu:A \rightarrow A', \nu: B \rightarrow B' ], \alpha': A' \rightarrow B' ].
 The output is the morphism
 <Math>\mathrm{CokernelObject}( \alpha ) \rightarrow \mathrm{CokernelObject}( \alpha' )
 given by the functoriality of the cokernel.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="alpha, nu, alpha_prime" Name="CokernelObjectFunctorial" Label="for IsCapCategoryMorphism, IsCapCategoryMorphism, IsCapCategoryMorphism"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(\mathrm{CokernelObject}( \alpha ), \mathrm{CokernelObject}( \alpha' ))
</Returns>
 <Description>
 The arguments are three morphisms
 <Math>\alpha: A \rightarrow B, \nu: B \rightarrow B', \alpha': A' \rightarrow B'</Math>.
 The output is the morphism
 <Math>\mathrm{CokernelObject}( \alpha ) \rightarrow \mathrm{CokernelObject}( \alpha' )
 given by the functoriality of the cokernel.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="s, alpha, nu, alpha_prime, r" Name="CokernelObjectFunctorialWithGivenCokernelObjects" Label="for IsCapCategoryObject, IsCapCategoryMorphism, IsCapCategoryMorphism,IsCapCategoryMorphism, IsCapCategoryObject"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(s, r)</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are an object <Math>s = \mathrm{CokernelObject}( \alpha )</Math>,
 three morphisms
 <Math>\alpha: A \rightarrow B, \nu: B \rightarrow B', \alpha': A' \rightarrow B'</Math>,
 and an object <Math>r = \mathrm{CokernelObject}( \alpha' ).
 The output is the morphism
 <Math>\mathrm{CokernelObject}( \alpha ) \rightarrow \mathrm{CokernelObject}( \alpha' )
 given by the functoriality of the cokernel.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="s, alpha, mu, nu, alpha_prime, r" Name="CokernelObjectFunctorialWithGivenCokernelObjects" Label="for IsCapCategoryObject, IsCapCategoryMorphism, IsCapCategoryMorphism,IsCapCategoryMorphism, IsCapCategoryMorphism, IsCapCategoryObject"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(s, r)</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are an object <Math>s = \mathrm{CokernelObject}( \alpha )</Math>,
 four morphisms
 <Math>\alpha: A \rightarrow B, \mu: A \rightarrow A', \nu: B \rightarrow B', \alpha': A' \rightarrow B',
 and an object <Math>r = \mathrm{CokernelObject}( \alpha' ).
 The output is the morphism
 <Math>\mathrm{CokernelObject}( \alpha ) \rightarrow \mathrm{CokernelObject}( \alpha' )
 given by the functoriality of the cokernel.
 </Description>
</ManSection>


</Section>


<Section Label="Chapter_Universal_Objects_Section_Zero_Object">
<Heading>Zero Object</Heading>

 A zero object consists of three parts:
<List>
<Item>
an object <Math>Z</Math>,
</Item>
<Item>
a function <Math>u_{\mathrm{in}}</Math> mapping each object <Math>A</Math> to a morphism <Math>u_{\mathrm{in}}(A): A \rightarrow Z</Math>,
</Item>
<Item>
a function <Math>u_{\mathrm{out}}</Math> mapping each object <Math>A</Math> to a morphism <Math>u_{\mathrm{out}}(A): Z \rightarrow A</Math>.
</Item>
</List>
 The triple <Math>(Z, u_{\mathrm{in}}, u_{\mathrm{out}})</Math> is called a <Emph>zero object</Emph> if the morphisms 
 <Math>u_{\mathrm{in}}(A)</Math>, <Math>u_{\mathrm{out}}(A)</Math> are uniquely determined up to congruence of morphisms.
 We denote the object <Math>Z</Math> of such a triple by <Math>\mathrm{ZeroObject}</Math>.
 We say that the morphisms <Math>u_{\mathrm{in}}(A)</Math> and <Math>u_{\mathrm{out}}(A)</Math> are induced by the
 <Emph>universal property of the zero object</Emph>.
<ManSection>
  <Attr Arg="C" Name="ZeroObject" Label="for IsCapCategory"/>
 <Returns>an object
</Returns>
 <Description>
 The argument is a category <Math>C</Math>.
 The output is a zero object <Math>Z</Math> of <Math>C</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Attr Arg="c" Name="ZeroObject" Label="for IsCapCategoryCell"/>
 <Returns>an object
</Returns>
 <Description>
 This is a convenience method.
 The argument is a cell <Math>c</Math>.
 The output is a zero object <Math>Z</Math> of the
 category <Math>C</Math> for which <Math>c \in C</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Attr Arg="A" Name="UniversalMorphismFromZeroObject" Label="for IsCapCategoryObject"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(\mathrm{ZeroObject}, A)</Math>
</Returns>
 <Description>
 The argument is an object <Math>A</Math>.
 The output is the universal morphism <Math>u_{\mathrm{out}}: \mathrm{ZeroObject} \rightarrow A</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="A, Z" Name="UniversalMorphismFromZeroObjectWithGivenZeroObject" Label="for IsCapCategoryObject, IsCapCategoryObject"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(Z, A)</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are an object <Math>A</Math>,
 and a zero object <Math>Z = \mathrm{ZeroObject}</Math>.
 The output is the universal morphism <Math>u_{\mathrm{out}}: Z \rightarrow A</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Attr Arg="A" Name="UniversalMorphismIntoZeroObject" Label="for IsCapCategoryObject"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(A, \mathrm{ZeroObject})</Math>
</Returns>
 <Description>
 The argument is an object <Math>A</Math>.
 The output is the universal morphism <Math>u_{\mathrm{in}}: A \rightarrow \mathrm{ZeroObject}</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="A, Z" Name="UniversalMorphismIntoZeroObjectWithGivenZeroObject" Label="for IsCapCategoryObject, IsCapCategoryObject"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(A, Z)</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are an object <Math>A</Math>,
 and a zero object <Math>Z = \mathrm{ZeroObject}</Math>.
 The output is the universal morphism <Math>u_{\mathrm{in}}: A \rightarrow Z</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Attr Arg="A" Name="MorphismFromZeroObject" Label="for IsCapCategoryObject"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(\mathrm{ZeroObject}, A)</Math>
</Returns>
 <Description>
 This is a synonym for <Code>UniversalMorphismFromZeroObject</Code>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Attr Arg="A" Name="MorphismIntoZeroObject" Label="for IsCapCategoryObject"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(A, \mathrm{ZeroObject})</Math>
</Returns>
 <Description>
 This is a synonym for <Code>UniversalMorphismIntoZeroObject</Code>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Attr Arg="C" Name="IsomorphismFromZeroObjectToInitialObject" Label="for IsCapCategory"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(\mathrm{ZeroObject}, \mathrm{InitialObject})</Math>
</Returns>
 <Description>
 The argument is a category <Math>C</Math>.
 The output is the unique isomorphism <Math>\mathrm{ZeroObject} \rightarrow \mathrm{InitialObject}</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Attr Arg="C" Name="IsomorphismFromInitialObjectToZeroObject" Label="for IsCapCategory"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(\mathrm{InitialObject}, \mathrm{ZeroObject})</Math>
</Returns>
 <Description>
 The argument is a category <Math>C</Math>.
 The output is the unique isomorphism <Math>\mathrm{InitialObject} \rightarrow \mathrm{ZeroObject}</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Attr Arg="C" Name="IsomorphismFromZeroObjectToTerminalObject" Label="for IsCapCategory"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(\mathrm{ZeroObject}, \mathrm{TerminalObject})</Math>
</Returns>
 <Description>
 The argument is a category <Math>C</Math>.
 The output is the unique isomorphism <Math>\mathrm{ZeroObject} \rightarrow \mathrm{TerminalObject}</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Attr Arg="C" Name="IsomorphismFromTerminalObjectToZeroObject" Label="for IsCapCategory"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(\mathrm{TerminalObject}, \mathrm{ZeroObject})</Math>
</Returns>
 <Description>
 The argument is a category <Math>C</Math>.
 The output is the unique isomorphism <Math>\mathrm{TerminalObject} \rightarrow \mathrm{ZeroObject}</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Attr Arg="C" Name="ZeroObjectFunctorial" Label="for IsCapCategory"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(\mathrm{ZeroObject}, \mathrm{ZeroObject} )</Math>
</Returns>
 <Description>
 The argument is a category <Math>C</Math>.
 The output is the unique morphism <Math>\mathrm{ZeroObject} \rightarrow \mathrm{ZeroObject}</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="C, zero_object1, zero_object2" Name="ZeroObjectFunctorialWithGivenZeroObjects" Label="for IsCapCategoryObject, IsCapCategoryObject"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(zero_object1, zero_object2)</Math>
</Returns>
 <Description>
 The argument is a category <Math>C</Math> and a zero object <Math>\mathrm{ZeroObject}(C)</Math> twice (for compatibility with other functorials).
 The output is the unique morphism <Math>zero_object1 \rightarrow zero_object2</Math>.
 </Description>
</ManSection>


</Section>


<Section Label="Chapter_Universal_Objects_Section_Terminal_Object">
<Heading>Terminal Object</Heading>

 A terminal object consists of two parts:
<List>
<Item>
an object <Math>T</Math>,
</Item>
<Item>
a function <Math>u</Math> mapping each object <Math>A</Math> to a morphism <Math>u( A ): A \rightarrow T</Math>.
</Item>
</List>
 The pair <Math>( T, u )</Math> is called a <Emph>terminal object</Emph> if the morphisms <Math>u( A )</Math> are uniquely determined up to
 congruence of morphisms.
 We denote the object <Math>T</Math> of such a pair by <Math>\mathrm{TerminalObject}</Math>.
 We say that the morphism <Math>u( A )</Math> is induced by the
 <Emph>universal property of the terminal object</Emph>.
 <Math>\\ </Math>
 <Math>\mathrm{TerminalObject}</Math> is a functorial operation. This just means:
 There exists a unique morphism <Math>T \rightarrow T</Math>.
<ManSection>
  <Attr Arg="C" Name="TerminalObject" Label="for IsCapCategory"/>
 <Returns>an object
</Returns>
 <Description>
 The argument is a category <Math>C</Math>.
 The output is a terminal object <Math>T</Math> of <Math>C</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Attr Arg="c" Name="TerminalObject" Label="for IsCapCategoryCell"/>
 <Returns>an object
</Returns>
 <Description>
 This is a convenience method.
 The argument is a cell <Math>c</Math>.
 The output is a terminal object <Math>T</Math> of the
 category <Math>C</Math> for which <Math>c \in C</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Attr Arg="A" Name="UniversalMorphismIntoTerminalObject" Label="for IsCapCategoryObject"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}( A, \mathrm{TerminalObject} )</Math>
</Returns>
 <Description>
 The argument is an object <Math>A</Math>.
 The output is the universal morphism <Math>u(A): A \rightarrow \mathrm{TerminalObject}</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="A, T" Name="UniversalMorphismIntoTerminalObjectWithGivenTerminalObject" Label="for IsCapCategoryObject, IsCapCategoryObject"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}( A, T )</Math>
</Returns>
 <Description>
 The argument are an object <Math>A</Math>,
 and an object <Math>T = \mathrm{TerminalObject}</Math>.
 The output is the universal morphism <Math>u(A): A \rightarrow T</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Attr Arg="C" Name="TerminalObjectFunctorial" Label="for IsCapCategory"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(\mathrm{TerminalObject}, \mathrm{TerminalObject} )</Math>
</Returns>
 <Description>
 The argument is a category <Math>C</Math>.
 The output is the unique morphism <Math>\mathrm{TerminalObject} \rightarrow \mathrm{TerminalObject}</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="C, terminal_object1, terminal_object2" Name="TerminalObjectFunctorialWithGivenTerminalObjects" Label="for IsCapCategoryObject, IsCapCategoryObject"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(terminal_object1, terminal_object2)</Math>
</Returns>
 <Description>
 The argument is a category <Math>C</Math> and a terminal object <Math>\mathrm{TerminalObject}(C)</Math> twice (for compatibility with other functorials).
 The output is the unique morphism <Math>terminal_object1 \rightarrow terminal_object2</Math>.
 </Description>
</ManSection>


</Section>


<Section Label="Chapter_Universal_Objects_Section_Initial_Object">
<Heading>Initial Object</Heading>

 An initial object consists of two parts:
<List>
<Item>
an object <Math>I</Math>,
</Item>
<Item>
a function <Math>u</Math> mapping each object <Math>A</Math> to a morphism <Math>u( A ): I \rightarrow A</Math>.
</Item>
</List>
 The pair <Math>(I,u)</Math> is called a <Emph>initial object</Emph> if the morphisms <Math>u(A)</Math> are uniquely determined up to
 congruence of morphisms.
 We denote the object <Math>I</Math> of such a triple by <Math>\mathrm{InitialObject}</Math>.
 We say that the morphism <Math>u( A )</Math> is induced by the
 <Emph>universal property of the initial object</Emph>.
 <Math>\\ </Math>
 <Math>\mathrm{InitialObject}</Math> is a functorial operation. This just means:
 There exists a unique morphisms <Math>I \rightarrow I</Math>.
<ManSection>
  <Attr Arg="C" Name="InitialObject" Label="for IsCapCategory"/>
 <Returns>an object
</Returns>
 <Description>
 The argument is a category <Math>C</Math>.
 The output is an initial object <Math>I</Math> of <Math>C</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Attr Arg="c" Name="InitialObject" Label="for IsCapCategoryCell"/>
 <Returns>an object
</Returns>
 <Description>
 This is a convenience method.
 The argument is a cell <Math>c</Math>.
 The output is an initial object <Math>I</Math> of the category <Math>C</Math>
 for which <Math>c \in C</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Attr Arg="A" Name="UniversalMorphismFromInitialObject" Label="for IsCapCategoryObject"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(\mathrm{InitialObject}, A)</Math>.
</Returns>
 <Description>
 The argument is an object <Math>A</Math>.
 The output is the universal morphism <Math>u(A): \mathrm{InitialObject} \rightarrow A</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="A, I" Name="UniversalMorphismFromInitialObjectWithGivenInitialObject" Label="for IsCapCategoryObject, IsCapCategoryObject"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(I, A)</Math>.
</Returns>
 <Description>
 The arguments are an object <Math>A</Math>,
 and an object <Math>I = \mathrm{InitialObject}</Math>.
 The output is the universal morphism <Math>u(A): \mathrm{InitialObject} \rightarrow A</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Attr Arg="C" Name="InitialObjectFunctorial" Label="for IsCapCategory"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}( \mathrm{InitialObject}, \mathrm{InitialObject} )</Math>
</Returns>
 <Description>
 The argument is a category <Math>C</Math>.
 The output is the unique morphism <Math>\mathrm{InitialObject} \rightarrow \mathrm{InitialObject}</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="C, initial_object1, initial_object2" Name="InitialObjectFunctorialWithGivenInitialObjects" Label="for IsCapCategoryObject, IsCapCategoryObject"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(initial_object1, initial_object2)</Math>
</Returns>
 <Description>
 The argument is a category <Math>C</Math> and an initial object <Math>\mathrm{InitialObject}(C)</Math> twice (for compatibility with other functorials).
 The output is the unique morphism <Math>initial_object1 \rightarrow initial_object2</Math>.
 </Description>
</ManSection>


</Section>


<Section Label="Chapter_Universal_Objects_Section_Direct_Sum">
<Heading>Direct Sum</Heading>

 For an integer <Math>n \geq 1</Math> and a given list <Math>D = (S_1, \dots, S_n)</Math> in an Ab-category, a direct sum consists of five parts:
<List>
<Item>
an object <Math>S</Math>,
</Item>
<Item>
a list of morphisms <Math>\pi = (\pi_i: S \rightarrow S_i)_{i = 1 \dots n}</Math>,
</Item>
<Item>
a list of morphisms <Math>\iota = (\iota_i: S_i \rightarrow S)_{i = 1 \dots n}</Math>,
</Item>
<Item>
a dependent function <Math>u_{\mathrm{in}}</Math> mapping every list <Math>\tau = ( \tau_i: T \rightarrow S_i )_{i = 1 \dots n}</Math>
  to a morphism <Math>u_{\mathrm{in}}(\tau): T \rightarrow S</Math> such that
  <Math>\pi_i \circ u_{\mathrm{in}}(\tau) \sim_{T,S_i} \tau_i</Math> for all <Math>i = 1, \dots, n</Math>.
</Item>
<Item>
a dependent function <Math>u_{\mathrm{out}}</Math> mapping every list <Math>\tau = ( \tau_i: S_i \rightarrow T )_{i = 1 \dots n}</Math>
  to a morphism <Math>u_{\mathrm{out}}(\tau): S \rightarrow T</Math> such that
   <Math>u_{\mathrm{out}}(\tau) \circ \iota_i \sim_{S_i, T} \tau_i</Math> for all <Math>i = 1, \dots, n</Math>,
</Item>
</List>
 such that
<List>
<Item>
<Math>\sum_{i=1}^{n} \iota_i \circ \pi_i \sim_{S,S} \mathrm{id}_S</Math>,
</Item>
<Item>
<Math>\pi_j \circ \iota_i \sim_{S_i, S_j} \delta_{i,j}</Math>,
</Item>
</List>
 where <Math>\delta_{i,j} \in \mathrm{Hom}( S_i, S_j )</Math> is the identity if <Math>i=j</Math>, and <Math>0</Math> otherwise.
 The <Math>5</Math>-tuple <Math>(S, \pi, \iota, u_{\mathrm{in}}, u_{\mathrm{out}})</Math> is called a <Emph>direct sum</Emph> of <Math>D</Math>.
 We denote the object <Math>S</Math> of such a <Math>5</Math>-tuple by <Math>\bigoplus_{i=1}^n S_i</Math>.
 We say that the morphisms <Math>u_{\mathrm{in}}(\tau), u_{\mathrm{out}}(\tau)</Math> are induced by the
 <Emph>universal property of the direct sum</Emph>.
 <Math>\\ </Math>
 <Math>\mathrm{DirectSum}</Math> is a functorial operation. This means:
 For <Math>(\mu_i: S_i \rightarrow S'_i)_{i=1\dots n},
 we obtain a morphism <Math>\bigoplus_{i=1}^n S_i \rightarrow \bigoplus_{i=1}^n S_i'.
<Alt Only="LaTeX"><![CDATA[
 \begin{center}
 \begin{tikzpicture}
 \def\w{2}
 \def\a{20}
 \node (S) at (0,0) {$S$};
 \node (S1) at (-\w,0) {$S_1$};
 \node (S2) at (\w,0) {$S_2$};
 \node (T) at (0,\w) {$T$};
 \draw[-latex] (S) to [out = 180-\a, in = \a] node[pos=0.45, above] {$\pi_1$} (S1);
 \draw[-latex] (S) to [out = \a, in = 180-\a] node[pos=0.45, above] {$\pi_2$} (S2);
 \draw[-latex] (S1) to [out = -\a, in = -180+\a] node[pos=0.45, below] {$\iota_1$} (S);
 \draw[-latex] (S2) to [out = -180+\a, in = -\a] node[pos=0.45, below] {$\iota_2$} (S);
 \draw[-latex] (T) to [out = -180, in = 90] node[pos=0.45, above left] {$\tau_1$} (S1);
 \draw[-latex] (T) to [out = 0, in = 90] node[pos=0.45, above right] {$\tau_2$} (S2);
 \draw[dashed, -latex] (T) to node[pos=0.45, left] {$\exists u_{in} ( \tau )$} (S);
 \end{tikzpicture}
 \end{center}
]]></Alt>
<Alt Only="LaTeX"><![CDATA[
 \begin{center}
 \begin{tikzpicture}
 \def\w{2}
 \def\a{20}
 \node (S) at (0,0) {$S$};
 \node (S1) at (-\w,0) {$S_1$};
 \node (S2) at (\w,0) {$S_2$};
 \node (T) at (0,\w) {$T$};
 \draw[-latex] (S) to [out = 180-\a, in = \a] node[pos=0.45, above] {$\pi_1$} (S1);
 \draw[-latex] (S) to [out = \a, in = 180-\a] node[pos=0.45, above] {$\pi_2$} (S2);
 \draw[-latex] (S1) to [out = -\a, in = -180+\a] node[pos=0.45, below] {$\iota_1$} (S);
 \draw[-latex] (S2) to [out = -180+\a, in = -\a] node[pos=0.45, below] {$\iota_2$} (S);
 \draw[-latex] (S1) to [out = 90, in = -180] node[pos=0.45, above left] {$\tau_1$} (T);
 \draw[-latex] (S2) to [out = 90, in = 0] node[pos=0.45, above right] {$\tau_2$} (T);
 \draw[dashed, -latex] (S) to node[pos=0.45, left] {$\exists u_{out} ( \tau )$} (T);
 \end{tikzpicture}
 \end{center}
]]></Alt>
<ManSection>
  <Func Arg="arg" Name="DirectSum" />
 <Returns>an object
</Returns>
 <Description>
 This is a convenience method.
 There are two different ways to use this method:
<List>
<Item>
The argument is a list of objects <Math>D = (S_1, \dots, S_n)</Math>.
</Item>
<Item>
The arguments are objects <Math>S_1, \dots, S_n</Math>.
</Item>
</List>
 The output is the direct sum <Math>\bigoplus_{i=1}^n S_i</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="D" Name="DirectSumOp" Label="for IsList"/>
 <Returns>an object
</Returns>
 <Description>
 The argument is a list of objects <Math>D = (S_1, \dots, S_n)</Math>.
 The output is the direct sum <Math>\bigoplus_{i=1}^n S_i</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="D,k" Name="ProjectionInFactorOfDirectSum" Label="for IsList, IsInt"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}( \bigoplus_{i=1}^n S_i, S_k )</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are a list of objects <Math>D = (S_1, \dots, S_n)</Math>
 and an integer <Math>k</Math>.
 The output is the <Math>k</Math>-th projection
 <Math>\pi_k: \bigoplus_{i=1}^n S_i \rightarrow S_k</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="D,k,S" Name="ProjectionInFactorOfDirectSumWithGivenDirectSum" Label="for IsList, IsInt, IsCapCategoryObject"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}( S, S_k )</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are a list of objects <Math>D = (S_1, \dots, S_n)</Math>,
 an integer <Math>k</Math>,
 and an object <Math>S = \bigoplus_{i=1}^n S_i</Math>.
 The output is the <Math>k</Math>-th projection
 <Math>\pi_k: S \rightarrow S_k</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="D,k" Name="InjectionOfCofactorOfDirectSum" Label="for IsList, IsInt"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}( S_k, \bigoplus_{i=1}^n S_i )</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are a list of objects <Math>D = (S_1, \dots, S_n)</Math>
 and an integer <Math>k</Math>.
 The output  is the <Math>k</Math>-th injection
 <Math>\iota_k: S_k \rightarrow \bigoplus_{i=1}^n S_i</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="D,k,S" Name="InjectionOfCofactorOfDirectSumWithGivenDirectSum" Label="for IsList, IsInt, IsCapCategoryObject"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}( S_k, S )</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are a list of objects <Math>D = (S_1, \dots, S_n)</Math>,
 an integer <Math>k</Math>,
 and an object <Math>S = \bigoplus_{i=1}^n S_i</Math>.
 The output  is the <Math>k</Math>-th injection
 <Math>\iota_k: S_k \rightarrow S</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="D, T, tau" Name="UniversalMorphismIntoDirectSum" Label="for IsList, IsCapCategoryObject, IsList"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(T, \bigoplus_{i=1}^n S_i)</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are a list of objects <Math>D = (S_1, \dots, S_n)</Math>, a test object <Math>T</Math>,
 and a list of morphisms <Math>\tau = ( \tau_i: T \rightarrow S_i )_{i = 1 \dots n}</Math>.
 For convenience, the diagram <A>D</A> and/or the test object <A>T</A> can be omitted
 and are automatically derived from <A>tau</A> in that case.
 The output is the morphism
 <Math>u_{\mathrm{in}}(\tau): T \rightarrow \bigoplus_{i=1}^n S_i</Math>
 given by the universal property of the direct sum.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="D, T, tau, S" Name="UniversalMorphismIntoDirectSumWithGivenDirectSum" Label="for IsList, IsCapCategoryObject, IsList, IsCapCategoryObject"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(T, S)</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are a list of objects <Math>D = (S_1, \dots, S_n)</Math>, a test object <Math>T</Math>,
 a list of morphisms <Math>\tau = ( \tau_i: T \rightarrow S_i )_{i = 1 \dots n}</Math>,
 and an object <Math>S = \bigoplus_{i=1}^n S_i</Math>.
 For convenience, the test object <A>T</A> can be omitted and is automatically derived from <A>tau</A> in that case.
 The output is the morphism
 <Math>u_{\mathrm{in}}(\tau): T \rightarrow S</Math>
 given by the universal property of the direct sum.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="D, T, tau" Name="UniversalMorphismFromDirectSum" Label="for IsList, IsCapCategoryObject, IsList"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(\bigoplus_{i=1}^n S_i, T)</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are a list of objects <Math>D = (S_1, \dots, S_n)</Math>, a test object <Math>T</Math>,
 and a list of morphisms <Math>\tau = ( \tau_i: S_i \rightarrow T )_{i = 1 \dots n}</Math>.
 For convenience, the diagram <A>D</A> and/or the test object <A>T</A> can be omitted
 and are automatically derived from <A>tau</A> in that case.
 The output is the morphism
 <Math>u_{\mathrm{out}}(\tau): \bigoplus_{i=1}^n S_i \rightarrow T</Math>
 given by the universal property of the direct sum.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="D, T, tau, S" Name="UniversalMorphismFromDirectSumWithGivenDirectSum" Label="for IsList, IsCapCategoryObject, IsList, IsCapCategoryObject"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(S, T)</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are a list of objects <Math>D = (S_1, \dots, S_n)</Math>, a test object <Math>T</Math>,
 a list of morphisms <Math>\tau = ( \tau_i: S_i \rightarrow T )_{i = 1 \dots n}</Math>,
 and an object <Math>S = \bigoplus_{i=1}^n S_i</Math>.
 For convenience, the test object <A>T</A> can be omitted and is automatically derived from <A>tau</A> in that case.
 The output is the morphism
 <Math>u_{\mathrm{out}}(\tau): S \rightarrow T</Math>
 given by the universal property of the direct sum.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="D" Name="IsomorphismFromDirectSumToDirectProduct" Label="for IsList"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}( \bigoplus_{i=1}^n S_i, \prod_{i=1}^{n}S_i )</Math>
</Returns>
 <Description>
 The argument is a list of objects <Math>D = (S_1, \dots, S_n)</Math>.
 The output is the canonical isomorphism
 <Math>\bigoplus_{i=1}^n S_i \rightarrow \prod_{i=1}^{n}S_i</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="D" Name="IsomorphismFromDirectProductToDirectSum" Label="for IsList"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}( \prod_{i=1}^{n}S_i, \bigoplus_{i=1}^n S_i )</Math>
</Returns>
 <Description>
 The argument is a list of objects <Math>D = (S_1, \dots, S_n)</Math>.
 The output is the canonical isomorphism
 <Math>\prod_{i=1}^{n}S_i \rightarrow \bigoplus_{i=1}^n S_i</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="D" Name="IsomorphismFromDirectSumToCoproduct" Label="for IsList"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}( \bigoplus_{i=1}^n S_i, \bigsqcup_{i=1}^{n}S_i )</Math>
</Returns>
 <Description>
 The argument is a list of objects <Math>D = (S_1, \dots, S_n)</Math>.
 The output is the canonical isomorphism
 <Math>\bigoplus_{i=1}^n S_i \rightarrow \bigsqcup_{i=1}^{n}S_i</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="D" Name="IsomorphismFromCoproductToDirectSum" Label="for IsList"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}( \bigsqcup_{i=1}^{n}S_i, \bigoplus_{i=1}^n S_i )</Math>
</Returns>
 <Description>
 The argument is a list of objects <Math>D = (S_1, \dots, S_n)</Math>.
 The output is the canonical isomorphism
 <Math>\bigsqcup_{i=1}^{n}S_i \rightarrow \bigoplus_{i=1}^n S_i</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="diagram_S, M, diagram_T" Name="MorphismBetweenDirectSums" Label="for IsList, IsList, IsList"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(\bigoplus_{i=1}^{m}A_i, \bigoplus_{j=1}^n B_j)</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are given as follows:
<List>
<Item>
<A>diagram_S</A> is a list of objects <Math>(A_i)_{i = 1 \dots m}</Math>,
</Item>
<Item>
<A>diagram_T</A> is a list of objects <Math>(B_j)_{j = 1 \dots n}</Math>,
</Item>
<Item>
<A>M</A> is a list of lists of morphisms <Math>( ( \phi_{i,j}: A_i \rightarrow B_j )_{j = 1 \dots n} )_{i = 1 \dots m}</Math>.
</Item>
</List>
 The output is the morphism
 <Math>\bigoplus_{i=1}^{m}A_i \rightarrow \bigoplus_{j=1}^n B_j</Math>
 defined by the matrix <Math>M</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="M" Name="MorphismBetweenDirectSums" Label="for IsList"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(\bigoplus_{i=1}^{m}A_i, \bigoplus_{j=1}^n B_j)</Math>
</Returns>
 <Description>
 This is a convenience method.
 The argument <Math>M = ( ( \phi_{i,j}: A_i \rightarrow B_j )_{j = 1 \dots n} )_{i = 1 \dots m}</Math>
 is a (non-empty) list of (non-empty) lists of morphisms.
 The output is the morphism
 <Math>\bigoplus_{i=1}^{m}A_i \rightarrow \bigoplus_{j=1}^n B_j</Math>
 defined by the matrix <Math>M</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="S, diagram_S, M, diagram_T, T" Name="MorphismBetweenDirectSumsWithGivenDirectSums" Label="for IsCapCategoryObject, IsList, IsList, IsList, IsCapCategoryObject"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(\bigoplus_{i=1}^{m}A_i, \bigoplus_{j=1}^n B_j)</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are given as follows:
<List>
<Item>
<A>diagram_S</A> is a list of objects <Math>(A_i)_{i = 1 \dots m}</Math>,
</Item>
<Item>
<A>diagram_T</A> is a list of objects <Math>(B_j)_{j = 1 \dots n}</Math>,
</Item>
<Item>
<A>S</A> is the direct sum <Math>\bigoplus_{i=1}^{m}A_i</Math>,
</Item>
<Item>
<A>T</A> is the direct sum <Math>\bigoplus_{j=1}^{n}B_j</Math>,
</Item>
<Item>
<A>M</A> is a list of lists of morphisms <Math>( ( \phi_{i,j}: A_i \rightarrow B_j )_{j = 1 \dots n} )_{i = 1 \dots m}</Math>.
</Item>
</List>
 The output is the morphism
 <Math>\bigoplus_{i=1}^{m}A_i \rightarrow \bigoplus_{j=1}^n B_j</Math>
 defined by the matrix <Math>M</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="alpha, D, k" Name="ComponentOfMorphismIntoDirectSum" Label="for IsCapCategoryMorphism, IsList, IsInt"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(A, S_k)</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are a morphism <Math>\alpha: A \rightarrow S</Math>,
 a list <Math>D = (S_1, \dots, S_n)</Math> of objects with <Math>S = \bigoplus_{j=1}^n S_j</Math>,
 and an integer <Math>k</Math>.
 The output is the component morphism
 <Math>A \rightarrow S_k</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="alpha, D, k" Name="ComponentOfMorphismFromDirectSum" Label="for IsCapCategoryMorphism, IsList, IsInt"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(S_k, A)</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are a morphism <Math>\alpha: S \rightarrow A</Math>,
 a list <Math>D = (S_1, \dots, S_n)</Math> of objects with <Math>S = \bigoplus_{j=1}^n S_j</Math>,
 and an integer <Math>k</Math>.
 The output is the component morphism
 <Math>S_k \rightarrow A</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="source_diagram, L, range_diagram" Name="DirectSumFunctorial" Label="for IsList, IsList, IsList"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}( \bigoplus_{i=1}^n S_i, \bigoplus_{i=1}^n S_i' )
</Returns>
 <Description>
 The arguments are
 a list of objects <Math>(S_i)_{i = 1 \dots n}</Math>,
 a list of morphisms <Math>L = ( \mu_1: S_1 \rightarrow S_1', \dots, \mu_n: S_n \rightarrow S_n' )</Math>,
 and a list of objects <Math>(S_i')_{i = 1 \dots n}.
 For convenience, <A>source_diagram</A> and <A>range_diagram</A> can be omitted
 and are automatically derived from <A>L</A> in that case.
 The output is a morphism
 <Math>\bigoplus_{i=1}^n S_i \rightarrow \bigoplus_{i=1}^n S_i'
 given by the functoriality of the direct sum.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="d_1, source_diagram, L, range_diagram, d_2" Name="DirectSumFunctorialWithGivenDirectSums" Label="for IsCapCategoryObject, IsList, IsList, IsList, IsCapCategoryObject"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}( d_1, d_2 )</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are an object <Math>d_1 = \bigoplus_{i=1}^n S_i</Math>,
 a list of objects <Math>(S_i)_{i = 1 \dots n}</Math>,
 a list of morphisms <Math>L = ( \mu_1: S_1 \rightarrow S_1', \dots, \mu_n: S_n \rightarrow S_n' )</Math>,
 a list of objects <Math>(S_i')_{i = 1 \dots n},
 and an object <Math>d_2 = \bigoplus_{i=1}^n S_i'.
 For convenience, <A>source_diagram</A> and <A>range_diagram</A> can be omitted
 and are automatically derived from <A>L</A> in that case.
 The output is a morphism
 <Math>d_1 \rightarrow d_2</Math>
 given by the functoriality of the direct sum.
 </Description>
</ManSection>


</Section>


<Section Label="Chapter_Universal_Objects_Section_Coproduct">
<Heading>Coproduct</Heading>

 For an integer <Math>n \geq 1</Math> and a given list of objects <Math>D = ( I_1, \dots, I_n )</Math>, a coproduct of <Math>D</Math> consists of three parts:
<List>
<Item>
an object <Math>I</Math>,
</Item>
<Item>
a list of morphisms <Math>\iota = ( \iota_i: I_i \rightarrow I )_{i = 1 \dots n}</Math>
</Item>
<Item>
a dependent function <Math>u</Math> mapping each list of morphisms <Math>\tau = ( \tau_i: I_i \rightarrow T )</Math>
  to a morphism <Math>u( \tau ): I \rightarrow T</Math> such that <Math>u( \tau ) \circ \iota_i \sim_{I_i, T} \tau_i</Math> for all <Math>i = 1, \dots, n</Math>.
</Item>
</List>
 The triple <Math>( I, \iota, u )</Math> is called a <Emph>coproduct</Emph> of <Math>D</Math> if the morphisms <Math>u( \tau )</Math> are uniquely determined up to
 congruence of morphisms.
 We denote the object <Math>I</Math> of such a triple by <Math>\bigsqcup_{i=1}^n I_i</Math>.
 We say that the morphism <Math>u( \tau )</Math> is induced by the
 <Emph>universal property of the coproduct</Emph>.
 <Math>\\ </Math>
 <Math>\mathrm{Coproduct}</Math> is a functorial operation. This means:
 For <Math>(\mu_i: I_i \rightarrow I'_i)_{i=1\dots n},
 we obtain a morphism <Math>\bigsqcup_{i=1}^n I_i \rightarrow \bigsqcup_{i=1}^n I_i'.
<Alt Only="LaTeX"><![CDATA[
 \begin{center}
 \begin{tikzpicture}
 \def\w{2}
 \node (I) at (0,0) {$I$};
 \node (I1) at (-\w,0) {$I_1$};
 \node (I2) at (\w,0) {$I_2$};
 \node (T) at (0,\w) {$T$};
 \draw[-latex] (S1) to node[pos=0.45, below] {$\iota_1$} (S);
 \draw[-latex] (S2) to node[pos=0.45, below] {$\iota_2$} (S);
 \draw[-latex] (S1) to [out = 90, in = -180] node[pos=0.45, above left] {$\tau_1$} (T);
 \draw[-latex] (S2) to [out = 90, in = 0] node[pos=0.45, above right] {$\tau_2$} (T);
 \draw[dashed, -latex] (S) to node[pos=0.45, left] {$\exists ! u ( \tau )$} (T);
 \end{tikzpicture}
 \end{center}
]]></Alt>
<ManSection>
  <Oper Arg="D" Name="Coproduct" Label="for IsList"/>
 <Returns>an object
</Returns>
 <Description>
 The argument is a list of objects <Math>D = ( I_1, \dots, I_n )</Math>.
 The output is the coproduct <Math>\bigsqcup_{i=1}^n I_i</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="I1, I2" Name="Coproduct" Label="for IsCapCategoryObject, IsCapCategoryObject"/>
 <Returns>an object
</Returns>
 <Description>
 This is a convenience method.
 The arguments are two objects <Math>I_1, I_2</Math>.
 The output is the coproduct <Math>I_1 \bigsqcup I_2</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="I1, I2" Name="Coproduct" Label="for IsCapCategoryObject, IsCapCategoryObject, IsCapCategoryObject"/>
 <Returns>an object
</Returns>
 <Description>
 This is a convenience method.
 The arguments are three objects <Math>I_1, I_2, I_3</Math>.
 The output is the coproduct <Math>I_1 \bigsqcup I_2 \bigsqcup I_3</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="D,k" Name="InjectionOfCofactorOfCoproduct" Label="for IsList, IsInt"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(I_k, \bigsqcup_{i=1}^n I_i)</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are a list of objects <Math>D = ( I_1, \dots, I_n )</Math>
 and an integer <Math>k</Math>.
 The output is the <Math>k</Math>-th injection
 <Math>\iota_k: I_k \rightarrow \bigsqcup_{i=1}^n I_i</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="D,k,I" Name="InjectionOfCofactorOfCoproductWithGivenCoproduct" Label="for IsList, IsInt, IsCapCategoryObject"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(I_k, I)</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are a list of objects <Math>D = ( I_1, \dots, I_n )</Math>,
 an integer <Math>k</Math>,
 and an object <Math>I = \bigsqcup_{i=1}^n I_i</Math>.
 The output is the <Math>k</Math>-th injection
 <Math>\iota_k: I_k \rightarrow I</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="D, T, tau" Name="UniversalMorphismFromCoproduct" Label="for IsList, IsCapCategoryObject, IsList"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(\bigsqcup_{i=1}^n I_i, T)</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are a list of objects <Math>D = ( I_1, \dots, I_n )</Math>, a test object <Math>T</Math>,
 and a list of morphisms <Math>\tau = ( \tau_i: I_i \rightarrow T )</Math>.
 For convenience, the diagram <A>D</A> and/or the test object <A>T</A> can be omitted
 and are automatically derived from <A>tau</A> in that case.
 The output is the morphism
 <Math>u( \tau ): \bigsqcup_{i=1}^n I_i \rightarrow T</Math>
 given by the universal property of the coproduct.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="D, T, tau, I" Name="UniversalMorphismFromCoproductWithGivenCoproduct" Label="for IsList, IsCapCategoryObject, IsList, IsCapCategoryObject"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(I, T)</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are a list of objects <Math>D = ( I_1, \dots, I_n )</Math>, a test object <Math>T</Math>,
 a list of morphisms <Math>\tau = ( \tau_i: I_i \rightarrow T )</Math>,
 and an object <Math>I = \bigsqcup_{i=1}^n I_i</Math>.
 For convenience, the test object <A>T</A> can be omitted and is automatically derived from <A>tau</A> in that case.
 The output is the morphism
 <Math>u( \tau ): I \rightarrow T</Math>
 given by the universal property of the coproduct.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="source_diagram, L, range_diagram" Name="CoproductFunctorial" Label="for IsList, IsList, IsList"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(\bigsqcup_{i=1}^n I_i, \bigsqcup_{i=1}^n I_i')
</Returns>
 <Description>
 The arguments are
 a list of objects <Math>(I_i)_{i = 1 \dots n}</Math>,
 a list <Math>L = ( \mu_1: I_1 \rightarrow I_1', \dots, \mu_n: I_n \rightarrow I_n' )</Math>,
 and a list of objects <Math>(I_i')_{i = 1 \dots n}.
 For convenience, <A>source_diagram</A> and <A>range_diagram</A> can be omitted
 and are automatically derived from <A>L</A> in that case.
 The output is a morphism
 <Math>\bigsqcup_{i=1}^n I_i \rightarrow \bigsqcup_{i=1}^n I_i'
 given by the functoriality of the coproduct.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="s, source_diagram, L, range_diagram, r" Name="CoproductFunctorialWithGivenCoproducts" Label="for IsCapCategoryObject, IsList, IsList, IsList, IsCapCategoryObject"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(s, r)</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are an object <Math>s = \bigsqcup_{i=1}^n I_i</Math>, 
 a list of objects <Math>(I_i)_{i = 1 \dots n}</Math>,
 a list <Math>L = ( \mu_1: I_1 \rightarrow I_1', \dots, \mu_n: I_n \rightarrow I_n' )</Math>,
 a list of objects <Math>(I_i')_{i = 1 \dots n},
 and an object <Math>r = \bigsqcup_{i=1}^n I_i'.
 For convenience, <A>source_diagram</A> and <A>range_diagram</A> can be omitted
 and are automatically derived from <A>L</A> in that case.
 The output is a morphism
 <Math>\bigsqcup_{i=1}^n I_i \rightarrow \bigsqcup_{i=1}^n I_i'
 given by the functoriality of the coproduct.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="alpha, D, k" Name="ComponentOfMorphismFromCoproduct" Label="for IsCapCategoryMorphism, IsList, IsInt"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(I_k, A)</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are a morphism <Math>\alpha: I \rightarrow A</Math>,
 a list <Math>D = (I_1, \dots, I_n)</Math> of objects with <Math>I = \bigsqcup_{j=1}^n I_j</Math>,
 and an integer <Math>k</Math>.
 The output is the component morphism
 <Math>I_k \rightarrow A</Math>.
 </Description>
</ManSection>


</Section>


<Section Label="Chapter_Universal_Objects_Section_Direct_Product">
<Heading>Direct Product</Heading>

 For an integer <Math>n \geq 1</Math> and a given list of objects <Math>D = ( P_1, \dots, P_n )</Math>, a direct product of <Math>D</Math> consists of three parts:
<List>
<Item>
an object <Math>P</Math>,
</Item>
<Item>
a list of morphisms <Math>\pi = ( \pi_i: P \rightarrow P_i )_{i = 1 \dots n}</Math> 
</Item>
<Item>
a dependent function <Math>u</Math> mapping each list of morphisms <Math>\tau = ( \tau_i: T \rightarrow P_i )_{i = 1, \dots, n}</Math> 
  to a morphism <Math>u(\tau): T \rightarrow P</Math> such that <Math>\pi_i \circ u( \tau ) \sim_{T,P_i} \tau_i</Math> for all <Math>i = 1, \dots, n</Math>.
</Item>
</List>
 The triple <Math>( P, \pi, u )</Math> is called a <Emph>direct product</Emph> of <Math>D</Math> if the morphisms <Math>u( \tau )</Math> are uniquely determined up to
 congruence of morphisms.
 We denote the object <Math>P</Math> of such a triple by <Math>\prod_{i=1}^n P_i</Math>.
 We say that the morphism <Math>u( \tau )</Math> is induced by the
 <Emph>universal property of the direct product</Emph>.
 <Math>\\ </Math>
 <Math>\mathrm{DirectProduct}</Math> is a functorial operation. This means:
 For <Math>(\mu_i: P_i \rightarrow P'_i)_{i=1\dots n},
 we obtain a morphism <Math>\prod_{i=1}^n P_i \rightarrow \prod_{i=1}^n P_i'.
<Alt Only="LaTeX"><![CDATA[
 \begin{center}
 \begin{tikzpicture}
 \def\w{2}
 \node (P) at (0,0) {$P$};
 \node (P1) at (-\w,0) {$P_1$};
 \node (P2) at (\w,0) {$P_2$};
 \node (T) at (0,\w) {$T$};
 \draw[-latex] (P) to node[pos=0.45, above] {$\pi_1$} (P1);
 \draw[-latex] (P) to node[pos=0.45, above] {$\pi_2$} (P2);
 \draw[-latex] (T) to [out = -180, in = 90] node[pos=0.45, above left] {$\tau_1$} (P1);
 \draw[-latex] (T) to [out = 0, in = 90] node[pos=0.45, above right] {$\tau_2$} (P2);
 \draw[dashed, -latex] (T) to node[pos=0.45, left] {$\exists ! u ( \tau )$} (P);
 \end{tikzpicture}
 \end{center}
]]></Alt>
<ManSection>
  <Func Arg="arg" Name="DirectProduct" />
 <Returns>an object
</Returns>
 <Description>
 This is a convenience method.
 There are two different ways to use this method:
<List>
<Item>
The argument is a list of objects <Math>D = ( P_1, \dots, P_n )</Math>.
</Item>
<Item>
The arguments are objects <Math>P_1, \dots, P_n</Math>.
</Item>
</List>
 The output is the direct product <Math>\prod_{i=1}^n P_i</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="D" Name="DirectProductOp" Label="for IsList"/>
 <Returns>an object
</Returns>
 <Description>
 The argument is a list of objects <Math>D = ( P_1, \dots, P_n )</Math>.
 The output is the direct product <Math>\prod_{i=1}^n P_i</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="D,k" Name="ProjectionInFactorOfDirectProduct" Label="for IsList, IsInt"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(\prod_{i=1}^n P_i, P_k)</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are a list of objects <Math>D = ( P_1, \dots, P_n )</Math>
 and an integer <Math>k</Math>.
 The output is the <Math>k</Math>-th projection
 <Math>\pi_k: \prod_{i=1}^n P_i \rightarrow P_k</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="D,k,P" Name="ProjectionInFactorOfDirectProductWithGivenDirectProduct" Label="for IsList, IsInt, IsCapCategoryObject"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(P, P_k)</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are a list of objects <Math>D = ( P_1, \dots, P_n )</Math>,
 an integer <Math>k</Math>,
 and an object <Math>P = \prod_{i=1}^n P_i</Math>.
 The output is the <Math>k</Math>-th projection
 <Math>\pi_k: P \rightarrow P_k</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="D, T, tau" Name="UniversalMorphismIntoDirectProduct" Label="for IsList, IsCapCategoryObject, IsList"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(T, \prod_{i=1}^n P_i)</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are a list of objects <Math>D = ( P_1, \dots, P_n )</Math>, a test object <Math>T</Math>,
 and a list of morphisms <Math>\tau = ( \tau_i: T \rightarrow P_i )_{i = 1, \dots, n}</Math>.
 For convenience, the diagram <A>D</A> and/or the test object <A>T</A> can be omitted
 and are automatically derived from <A>tau</A> in that case.
 The output is the morphism
 <Math>u(\tau): T \rightarrow \prod_{i=1}^n P_i</Math>
 given by the universal property of the direct product.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="D, T, tau, P" Name="UniversalMorphismIntoDirectProductWithGivenDirectProduct" Label="for IsList, IsCapCategoryObject, IsList, IsCapCategoryObject"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(T, \prod_{i=1}^n P_i)</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are a list of objects <Math>D = ( P_1, \dots, P_n )</Math>, a test object <Math>T</Math>,
 a list of morphisms <Math>\tau = ( \tau_i: T \rightarrow P_i )_{i = 1, \dots, n}</Math>,
 and an object <Math>P = \prod_{i=1}^n P_i</Math>.
 For convenience, the test object <A>T</A> can be omitted and is automatically derived from <A>tau</A> in that case.
 The output is the morphism
 <Math>u(\tau): T \rightarrow \prod_{i=1}^n P_i</Math>
 given by the universal property of the direct product.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="source_diagram, L, range_diagram" Name="DirectProductFunctorial" Label="for IsList, IsList, IsList"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}( \prod_{i=1}^n P_i, \prod_{i=1}^n P_i' )
</Returns>
 <Description>
 The arguments are
 a list of objects <Math>(P_i)_{i = 1 \dots n}</Math>,
 a list of morphisms <Math>L = (\mu_i: P_i \rightarrow P'_i)_{i=1\dots n},
 and a list of objects <Math>(P_i')_{i = 1 \dots n}.
 For convenience, <A>source_diagram</A> and <A>range_diagram</A> can be omitted
 and are automatically derived from <A>L</A> in that case.
 The output is a morphism
 <Math>\prod_{i=1}^n P_i \rightarrow \prod_{i=1}^n P_i'
 given by the functoriality of the direct product.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="s, source_diagram, L, range_diagram r" Name="DirectProductFunctorialWithGivenDirectProducts" Label="for IsCapCategoryObject, IsList, IsList, IsList, IsCapCategoryObject"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}( s, r )</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are an object <Math>s = \prod_{i=1}^n P_i</Math>,
 a list of objects <Math>(P_i)_{i = 1 \dots n}</Math>,
 a list of morphisms <Math>L = (\mu_i: P_i \rightarrow P'_i)_{i=1\dots n},
 a list of objects <Math>(P_i')_{i = 1 \dots n},
 and an object <Math>r = \prod_{i=1}^n P_i'.
 For convenience, <A>source_diagram</A> and <A>range_diagram</A> can be omitted
 and are automatically derived from <A>L</A> in that case.
 The output is a morphism
 <Math>\prod_{i=1}^n P_i \rightarrow \prod_{i=1}^n P_i'
 given by the functoriality of the direct product.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="alpha, D, k" Name="ComponentOfMorphismIntoDirectProduct" Label="for IsCapCategoryMorphism, IsList, IsInt"/>
 <Returns>a morphism in <Math>\mathrm{Hom}(A, P_k)</Math>
</Returns>
 <Description>
 The arguments are a morphism <Math>\alpha: A \rightarrow P</Math>,
 a list <Math>D = (P_1, \dots, P_n)</Math> of objects with <Math>P = \prod_{j=1}^n P_j</Math>,
 and an integer <Math>k</Math>.
 The output is the component morphism
 <Math>A \rightarrow P_k</Math>.
 </Description>
</ManSection>


</Section>


<Section Label="Chapter_Universal_Objects_Section_Equalizer">
<Heading>Equalizer</Heading>

 For an integer <Math>n \geq 1</Math> and a given list of morphisms <Math>D = ( \beta_i: A \rightarrow B )_{i = 1 \dots n}</Math>,
 an equalizer of <Math>D</Math> consists of three parts:
<List>
<Item>
an object <Math>E</Math>,
</Item>
<Item>
a morphism <Math>\iota: E \rightarrow A </Math> such that
  <Math>\beta_i \circ \iota  \sim_{E, B} \beta_j \circ \iota</Math> for all pairs <Math>i,j</Math>.
</Item>
<Item>
a dependent function <Math>u</Math> mapping each morphism
  <Math>\tau = ( \tau: T \rightarrow A )</Math> such that
  <Math>\beta_i \circ \tau  \sim_{T, B} \beta_j \circ \tau</Math> for all pairs <Math>i,j</Math>
  to a morphism <Math>u( \tau ): T \rightarrow E</Math> such that
  <Math>\iota \circ u( \tau ) \sim_{T, A} \tau</Math>.
</Item>
</List>
 The triple <Math>( E, \iota, u )</Math> is called an <Emph>equalizer</Emph> of <Math>D</Math> if the morphisms <Math>u( \tau )</Math> are uniquely determined up to
 congruence of morphisms.
 We denote the object <Math>E</Math> of such a triple by <Math>\mathrm{Equalizer}(D)</Math>.
 We say that the morphism <Math>u( \tau )</Math> is induced by the
 <Emph>universal property of the equalizer</Emph>.
 <Math>\\ </Math>
 <Math>\mathrm{Equalizer}</Math> is a functorial operation. This means:
 For a second diagram <Math>D' = (\beta_i': A' \rightarrow B')_{i = 1 \dots n}</Math> and a natural morphism
 between equalizer diagrams (i.e., a collection of morphisms
 <Math>\mu: A \rightarrow A' and \beta: B \rightarrow B'</Math>
 such that <Math>\beta_i' \circ \mu \sim_{A,B'} \beta \circ \beta_i</Math> for <Math>i = 1, \dots, n</Math>)
 we obtain a morphism <Math>\mathrm{Equalizer}( D ) \rightarrow \mathrm{Equalizer}( D' ).
<Alt Only="LaTeX"><![CDATA[
 \begin{center}
 \begin{tikzpicture}
 \def\w{2}
 \node (E) at (-\w,0) {$E$};
 \node (T) at (-\w,\w) {$T$};
 \node (A) at (0,0) {$A$};
 \node (B) at (\w,0) {$B$};
 \draw[-latex] (A) to [out = 20, in = 180-20] node[pos=0.45, above] {$\beta_1$} (B);
 \draw[-latex] (A) to [out = -20, in = -180+20] node[pos=0.45, below] {$\beta_2$} (B);
 \draw[-latex] (E) to node[pos=0.45, above] {$\iota$} (A);
 \draw[-latex] (T) to node[pos=0.45, above right] {$\tau$} (A);
 \draw[dashed, -latex] (T) to node[pos=0.45, left] {$\exists ! u( \tau )$} (E);
 \draw[-latex, dotted] (T) to [out = 0, in = 90] node[pos=0.45, above right] {$\beta_2 \circ \tau \sim_{T,B} \beta_1 \circ \tau$} (B);
 \draw[-latex, dotted] (E) to [out = -45, in = -135] node[pos=0.45, below] {$\beta_2 \circ \iota \sim_{E,B} \beta_1 \circ \iota$} (B);
 \end{tikzpicture}
 \end{center}
]]></Alt>
<ManSection>
  <Func Arg="arg" Name="Equalizer" />
 <Returns>an object
</Returns>
 <Description>
 This is a convenience method.
 There are three different ways to use this method:
<List>
<Item>
The arguments are an object <Math>A</Math> and a list of morphisms <Math>D = ( \beta_i: A \rightarrow B )_{i = 1 \dots n}</Math>.
</Item>
<Item>
The argument is a list of morphisms <Math>D = ( \beta_i: A \rightarrow B )_{i = 1 \dots n}</Math>.
</Item>
<Item>
The arguments are morphisms <Math>\beta_1: A \rightarrow B, \dots, \beta_n: A \rightarrow B</Math>.
</Item>
</List>
 The output is the equalizer <Math>\mathrm{Equalizer}(D)</Math>.
 </Description>
</ManSection>


<ManSection>
  <Oper Arg="A, D" Name="EqualizerOp" Label="for IsCapCategoryObject, IsList"/>
 <Returns>an object
</Returns>
 <Description>
--> --------------------

--> maximum size reached

--> --------------------

94%


¤ Dauer der Verarbeitung: 0.28 Sekunden  (vorverarbeitet)  ¤

*© Formatika GbR, Deutschland






Wurzel

Suchen

Beweissystem der NASA

Beweissystem Isabelle

NIST Cobol Testsuite

Cephes Mathematical Library

Wiener Entwicklungsmethode

Haftungshinweis

Die Informationen auf dieser Webseite wurden nach bestem Wissen sorgfältig zusammengestellt. Es wird jedoch weder Vollständigkeit, noch Richtigkeit, noch Qualität der bereit gestellten Informationen zugesichert.

Bemerkung:

Die farbliche Syntaxdarstellung ist noch experimentell.