Propriété universelle.

Bonjour , je suis pas sur de poster au bon endroit... J'ai beaucoup de mal à comprendre la notion de propriété universelle ...Si quelque âme charitable peut m'aider , merci à elle ( l'âme)
Amicalement.
Jean-Louis.

Réponses

  • Je ne sais pas si la notion de propriété universelle est définie formellement, mais je crois pouvoir t'en donner l'idée.
    En théorie des catégories, on essaie souvent de voir quand est-ce que des morphismes peuvent se factoriser par un morphisme particulier, en passant par un objet particulier, etc. La particularité de cet objet est souvent exprimée par une "propriété universelle", qui sera de la forme "il y a des morphismes de cet objet vers blabla tels que truc et tralala commutent, et tels que pour tout objet qui a des morphismes qui vérifient la même chose, on a un morphisme dudit objet vers l'objet universel [ou vice-versa, mais les notions ont souvent des notions duales en théorie des catégories] tel que tralala et trilili commutent".
    Je résume avec le cas particulier du produit comme exemple :
    Essentiellement, on a un diagramme (dans l'exemple, deux objets, sans morphismes), et une propriété qui nous intéresse (dans notre cas, le fait d'avoir une flèche vers chacun des deux objets); et on cherche un objet qui aurait cette propriété, qui serait "le meilleur" (ici, le produit), c'est-à-dire que toute autre solution "passe par lui" (dans le cas du produit, si on a une flèche $X\to A$, $X\to B$, on en déduit une flèche $X\to A\times B$).

    EDIT: selon internet, cela peut se formaliser, tout comme la notion de diagramme, avec des foncteurs
  • Les propriétés universelles sont là pour garantir l'existence d'objet "canonique". En effet, la solution d'une propriété universelle est unique à isomorphisme unique près ! Un autre exemple de propriété universelle, celle du produit tensoriel de deux modules $M$ et $N$ sur l'anneau $R$ :

    C'est un couple $(A, \delta)$, où $A$ est un $R$-module et $\delta$ est une application $R$-bilinéaire de $M \times N \rightarrow A$ telle que pour toute application bilinéaire $f : M \times N \rightarrow B$, il existe une unique application linéaire $\overline{f} : A \rightarrow B$ qui fasse commuter le diagramme, i.e. $f = \overline{f} \circ \delta$. La construction d'un tel objet n'est pas très compliquée (on prend le $R$-module $R^{(M \times N)}$ quotienté par la bonne relation d'équivalence), et l'unicité à isomorphisme unique près provient tout simplement de la propriété universelle. Si $(A, \delta), (A', \delta')$ sont deux solutions, alors $\delta \circ \delta' = id_{A'}$ et $\delta' \circ \delta = id_A$. L'intérêt du produit tensoriel est qu'il permet de transformer un problème bilinéaire en un problème linéaire.

    En espérant que ça t'aide à y voir plus clair.
  • La notion de propriété universelle se traduit en termes de foncteur représentable. La page wikipedia en lien présente plusieurs exemples, dont ceux déjà mentionnés.

    P.S. Autre exemple : un fil récent a beaucoup mentionné la "propriété universelle de l'anneau de fractions". Soit $A$ un anneau commutatif , $S$ une partie multiplicative de $A$. L'anneau de fractions $S^{-1}A$ représente le foncteur qui à un anneau commutatif $B$ associe l'ensemble des morphismes d'anneaux $f:A\to B$ tels que, pour tout $s\in S$, $f(s)$ est inversible dans $B$.
  • Merci à tous pour vos réponses.
    Cordialement.
    Jean-Louis.
  • De mon téléphone : si tu veux t'economiser dans un premier temps la compréhension de trop d'histoires de foncteurs tu peux considérer qu'un objet universel dans une catégorie (à condition de bien la choisir) c'est juste un objet initial. Certes c'est un peu provoc mais c'est simple (le prix à payer étant que le bon choix de la catégorie est une boite noire).
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Bon Christophe fait une allergie aux foncteurs, et préfère les objets initiaux d'une certaine catégorie. A mon avis, ça ne simplifie pas grand-chose quand on examine des cas concrets, c'est tout à fait kif-kif.
    Bon, assez parlé en l'air, un exemple, toujours pour les anneaux de fractions que j'ai déjà mentionné.
    Données : un anneau commutatif $A$ et une partie multiplicative $S$ de $A$.

    Le foncteur de la catégorie des anneaux commutatifs dans la catégorie des ensembles que l'on cherche à représenter : à un anneau commutatif $B$ on associe l'ensemble des morphismes d'anneaux $f:A\to B$ tels que, pour tout $s\in S$, $f(s)$ est inversible (et à un morphisme $\varphi: B\to B'$ on associe l'application $f\mapsto \varphi\circ f$).

    La catégorie dont on cherche un objet initial : la catégorie des couples $(B,f)$ où $B$ est un anneau commutatif et $f:A\to B$ un morphisme tel que, pour tout $s\in S$, $f(s)$ est inversible (les flèches $\varphi : (B,f)\to (B',f')$ sont les morphismes $\varphi : B\to B'$ tels que $\varphi\circ f=f'$).

    Christophe, toi qui jongle avec les $\to$, tu t'apercevras sans peine que c'est vraiment kif-kif. :-D
  • @GBZM: je suis d'accord que c'est kif-kif, mais je me remémore ma (longue!!!) période où je ne touchais pas aux catégories et où le seul mot "foncteur" me décourageait. Du coup, c'est pour ça que j'ai posté mon message à JL, des fois que... (Il n'est plus tout jeune).

    Ce qui m'a motivé aussi quand j'ai posté c'est que la partie*** quantificateurs de la définition d'un objet initial (ou terminal peu importe) est généralement toujours très bien affichée sur internet, ce qui aide les néophytes à se raccrocher éventuellement quand ils surfent.

    *** cette partie est importante et "ne varie plus ensuite"
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Merci à tous.... J'aurais jamais dû mettre les pieds dans ces histoires de catégories...
    Pour CC , "n'est plus jeune" est un euphémisme lol...
    Cordialement.
    Jean-Louis.
  • Comme tu avais dit ton âge publiquement très clairement, je me suis permis ;-)
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Bonsoir tout le monde,

    Lire ceci.

    Bien cordialement,

    Thierry
    Le chat ouvrit les yeux, le soleil y entra. Le chat ferma les yeux, le soleil y resta. Voilà pourquoi le soir, quand le chat se réveille, j'aperçois dans le noir deux morceaux de soleil. (Maurice Carême).
  • @TP: le cours d'Alain Prouté, en français, sur sa page internet, est on ne peut plus généreux concernant cette question.
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