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Simplex category 與 face maps [math-001I]

根據定義,每個 simplicial set SS 都是 simplex category Δ\Delta 的一個 presheaf

Definition. Simplex Category [local-0]

  1. Ob: 每個 object 都是 [n]:={0,,n}[n] := \{0, \dots, n\} 並帶有整數的 order 結構(其中 nn 是非負整數)
  2. Hom: 每個 morphism 都是嚴格遞增函數 Δ([m],[n]):={ϕ:[m][n]x>y    ϕ(x)>ϕ(y)}\Delta([m], [n]) := \{ \phi : [m] \to [n] \mid x > y \implies \phi(x) > \phi(y) \}

這些 morphism 可以用一類特殊的 maps 組出來,叫做 face maps,舉例來說

δi:[n1][n]x{x,x<ix+1,xi\delta_i : [n-1] \to [n] \\ x \mapsto \begin{align*}\begin{cases} x, \quad &x < i \\ x + 1, \quad &x \ge i \\ \end{cases}\end{align*}

這個定義乍一看實在沒辦法理解這在定義什麼,所以要實際看看幾個案例:從 [0][0][1][1] 可以畫成

[1][1][2][2] 可以畫成

事實上,如果畫成 simplex 的幾何表示 Simpn\text{Simp}_n 就更明顯了:

標準 nn -simplex Simpn\text{Simp}_n 可以定義成:

Simpn:={(x0,,xn)[0,1]nixi=1}\text{Simp}_n := \{ (x_0,\dots,x_n) \in [0,1]^n \mid \sum_i x_i = 1 \}

所以 face maps 就是在表示 [n1][n-1] 表示 [n][n] 的哪一個邊界,線的邊界是兩個點,面的邊界是三條線。