Kähler微分(Kähler differential)とは、環準同型 $A\to B$ に対して定まる $B$ 加群 $\Omega_{B/A}$ の元のことで、微分 $db$ を Leibniz 則 $d(bb')=b\,db'+b'\,db$ と「$A$ の元の微分は $0$」だけで生成した代数的な 1 次微分形式である。$A$ 導分 $B\to M$ と $B$ 線形写像 $\Omega_{B/A}\to M$ が対応する普遍性で特徴づけられ、乗法写像 $B\otimes_AB\to B$ の核 $I$ から $I/I^2$ とも構成できる。多項式環では $dx_i$ を基底とする自由加群、分離代数拡大では $0$ である。スキームでは層 $\Omega^1_{X/S}$ に貼り合わさり、滑らかな射では余接束になるが、特異点では階数が跳ね上がり捩れをもつ。
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Zornの補題(Zorn's lemma)とは、空でない半順序集合 $P$ の任意の鎖が $P$ の中に上界を持つなら、$P$ は極大元を持つと述べる定理である。選択公理と同値であり、Hausdorff の極大原理や Tukey の補題とも同値である。ベクトル空間の基底、極大イデアル、超フィルター、半順序の全順序への拡張など、「これ以上大きくできないもの」の存在証明に使われる。極大元は最大元とは限らず、上界が集合の外にしかない鎖や、非可算な鎖に上界がない $\omega_1$ のような例では結論は成り立たない。
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全体正規空間(fully normal space)とは、すべての開被覆が、点の星を制御する開な $\Delta$ 細分を反復して持つ $T_1$ 空間である。全体正規空間は正規空間であり、離散的な閉集合族を互いに素な開集合で分離でき、パラコンパクト Hausdorff 空間であることと同値である(A. H. Stone)。すべての距離空間は全体正規だが、$T_1$ 条件を外した全体正規性条件だけでは Hausdorff 性は従わず、正規空間 $[0,\omega_1)$ や Sorgenfrey 平面は全体正規でない。
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線形独立(linear independence)とは、体 $K$ 上のベクトル空間のベクトルの族 $v_1,\ldots,v_n$ について、$a_1v_1+\cdots+a_nv_n=0$ を満たす係数が $a_1=\cdots=a_n=0$ に限ることであり、無限族ではすべての有限部分族が独立であることをいう。これは、どのベクトルも残りの線形包に入らないこと、線形結合の表示が一意であること、係数空間からの写像 $K^n\to V$ が単射であることと同値である。独立性は部分族と単射線形写像で保たれ、極大な独立集合は基底であり、独立集合の鎖の合併も独立である。係数体を替えると独立性は変わりうる($1,i$ は $\mathbb R$ 上独立だが $\mathbb C$ 上従属)ので、二つずつ独立でも全体が従属な例などに注意が要る。
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随伴関手(adjoint functors)とは、関手 $F\colon\mathcal{C}\to\mathcal{D}$、$G\colon\mathcal{D}\to\mathcal{C}$ の組で、全単射 $\operatorname{Hom}_{\mathcal{D}}(FX,Y)\cong\operatorname{Hom}_{\mathcal{C}}(X,GY)$ が両変数で自然に与えられたものであり、$F\dashv G$ と書く。随伴は単位・余単位と三角恒等式で同値に記述でき、右随伴は存在すれば自然同型を除いて一意で、随伴は合成でき、自然変換も mate として移し替えられる。直積と写像集合、床関数と包含、自由ベクトル空間と忘却関手が典型例で、Hom の濃度が等しいだけでは随伴にならない。右随伴は極限を、左随伴は余極限を保存するので、二元集合への定値関手は随伴をもたない。
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形式的冪級数(formal power series)とは、可換環 $R$ の係数列 $(a_n)_{n\ge0}$ を $\sum_{n\ge0}a_nX^n$ と表した代数的対象であり、収束を要求せず、和は係数ごと、積は各次数で有限和となる Cauchy 積で定めて可換環 $R[\![X]\!]$ をなす。$R[\![X]\!]$ の単元は定数項が $R$ の単元である級数に限り、$R$ が整域なら $R[\![X]\!]$ も整域で、定数項が $0$ の級数への形式的代入は常に定義できる代数準同型になる。$R[\![X]\!]$ は切り詰め多項式の逆極限、すなわち $X$ 進完備化として表され、定数項が $0$ で一次係数が単元の級数は合成逆元をもつ。母関数、$X$ 進完備化による形式的近傍、形式群や変形理論の基礎となる。
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ホモトピー(homotopy)とは、二つの連続写像 $f,g\colon X\to Y$ に対し、$H(x,0)=f(x)$、$H(x,1)=g(x)$ を満たす連続写像 $H\colon X\times[0,1]\to Y$ のことであり、$f$ を時刻 $t$ に沿って連続的に変形して $g$ に移すものである。ホモトピーが存在する写像はホモトピックであるといい、この関係は同値関係で、同値類の集合 $[X,Y]$ をホモトピー集合という。互いにホモトピー逆写像をもつ写像がホモトピー同値写像であり、位相空間を同相より粗い基準で分類する。基本群・ホモトピー群・ホモロジー・コホモロジーはいずれもホモトピー不変量であり、ホモトピーの非存在や空間の非同値を代数的に判定する道具になる。部分集合や基点を固定した相対ホモトピー、空間対の間のホモトピーもここで定義される。
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充満忠実関手(fully faithful functor)とは、関手 $F\colon\mathcal C\to\mathcal D$ であって、すべての対象 $X,Y$ について誘導される写像 $\operatorname{Hom}_{\mathcal C}(X,Y)\to\operatorname{Hom}_{\mathcal D}(FX,FY)$ が全単射になるもの、すなわち忠実(単射)かつ充満(全射)なものをいう。充満忠実関手は同型射を反映し、$FX\cong FY$ なら $X\cong Y$ となるが、対象の上で単射とは限らない。選択公理のもとで小圏の間の関手が圏同値であることは充満忠実かつ本質的全射であることと同値であり、右随伴が充満忠実であることは余単位が同型であることと同値である。充満部分圏の包含、米田埋め込み、行列の圏から有限次元ベクトル空間の圏への関手が例である。
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レトラクト(retract)とは、位相空間 $X$ の部分空間 $A$ であって、$A$ の各点を動かさない連続写像 $r\colon X\to A$(レトラクション)が存在するもののことである。包含写像 $i$ について $r\circ i=\operatorname{id}_A$ が成り立つので、$A$ のホモトピー群やホモロジー群は $X$ のそれに単射に写り、この分裂によって「$A$ は $X$ のレトラクトでない」ことが代数的不変量で証明できる。Hausdorff 空間のレトラクトは閉集合である。球面 $S^{n-1}$ は $\mathbb{R}^n\setminus\{0\}$ のレトラクトであるが閉円板 $D^n$ のレトラクトではなく、後者は Brouwer の不動点定理と同値である。押し付ける過程の連続変形まで要求したものが変位レトラクトである。
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前層(圏論)(presheaf)とは、小圏 $\mathcal C$ から集合の圏への反変関手 $F:\mathcal C^{\mathrm{op}}\to\mathbf{Set}$ のことであり、各対象にデータの集合を、各射にデータを引き戻す写像を与える。開集合上の関数の制限、群の右作用、有向グラフ、単体的集合はいずれも前層として表せる。表現可能前層からの自然変換は $F(c)$ の元と一対一に対応し、米田埋め込みは充満忠実である。さらに任意の前層は要素の圏を添字とする表現可能前層の余極限として表され(稠密性定理)、前層圏は $\mathcal C$ に余極限を自由に付け加えた圏とみなせる(層と違い貼り合わせの条件は課さない)。
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