Кіріспе
Математиканың бір саласы – категориялар теориясында Бектың монодикалық теоремасы, Бектың 1964 жыл шамасында енгізген монодикалық функторларды сипаттайтын критерий береді. Ол көбінесе комонадтар үшін дуалды түрінде келтіріледі. Кейде бұл теореманы Бектың үштік теоремасы деп те атайды, себебі монода үшін «үштік» деген ескі термин қолданылған. Бектың монодикалық теоремасы мынаны тұжырымдайды: функтор монодикалық болады, егер және тек қана егер:
U-дың сол жақ түйіндес функторы болса;
U изоморфизмдерді көрсетеді (егер U(f) изоморфизм болса, онда f да изоморфизм болады); және
C-де U-дың бөлінетін жұптық коэквалайзерлері болса (C-дегі U-ға жіберілетін жұптық коэквалайзерлері бар морфизмдер жұбы), және U осы коэквалайзерлерді сақтайды. Бек теоремасының бірнеше нұсқасы бар: егер U-дың сол жақ түйіндес функторы болса, онда келесі шарттардың кез келгені U-дың монодикалық болуын қамтамасыз етеді:
U изоморфизмдерді көрсетеді және C-де рефлексивті жұптардың коэквалайзерлері бар (ортақ оң керісі барлар) және U осы коэквалайзерлерді сақтайды. (Бұл қарапайым монодикалық теореманы береді.) C-дегі U-дың D-дегі бөлінетін коэквалайзер тізбегіне жіберген әрбір диаграммасы өзі C-дегі коэквалайзер тізбегі болып табылады. Басқаша айтқанда, U U-дың бөлінетін коэквалайзер тізбектерін жасайды (сақтап, бейнелейді). Бек теоремасының тағы бір нұсқасы қатаң монодикалық функторларды сипаттайды: салыстыру функторы категориялардың теңдігі емес, изоморфизм болатын. Бұл нұсқада коэквалайзерлерді құрудың анықтамасы сәл өзгеше: коэквалайзер изоморфизмге дейін ғана бірегей емес, бірегей болуы керек. Бек теоремасы, әсіресе, бунақтар және стектер теориясымен, сондай-ақ Александр Гротендиктің алгебралық геометрияға қатысты көзқарасымен байланысты. Алгебралық құрылымдардың (мысалы, FGA және SGA1) адал жазық түсу жағдайларының көпшілігі Бек теоремасының ерекше жағдайлары болып табылады. Теорема осы деңгейде «түсу» процесін нақты категориялық тұрғыдан сипаттайды. 1970 жылы Гротендиктің талшықты категориялар және түсу деректері арқылы жасалған тәсілі (Жан Бэнабу мен Жак Рубо арқылы) комонадтық тәсілмен (кейбір шарттарда) тең екені көрсетілді. Кейінірек Пьер Делинь Бек теоремасын Таннакиан категориялар теориясына қолданды, бұл негізгі дамуды едәуір жеңілдетті.
is monadic if and only if
U has a left adjoint;
U reflects isomorphisms (if U(f) is an isomorphism then so is f); and
C has coequalizers of U split parallel pairs (those parallel pairs of morphisms in C, which U sends to pairs having a split coequalizer in D), and U preserves those coequalizers. There are several variations of Beck's theorem: if U has a left adjoint then any of the following conditions ensure that U is monadic:
U reflects isomorphisms and C has coequalizers of reflexive pairs (those with a common right inverse) and U preserves those coequalizers. (This gives the crude monadicity theorem.) Every diagram in C which is by U sent to a split coequalizer sequence in D is itself a coequalizer sequence in C. In different words, U creates (preserves and reflects) U split coequalizer sequences. Another variation of Beck's theorem characterizes strictly monadic functors: those for which the comparison functor is an isomorphism rather than just an equivalence of categories. For this version the definitions of what it means to create coequalizers is changed slightly: the coequalizer has to be unique rather than just unique up to isomorphism. Beck's theorem is particularly important in its relation with the descent theory, which plays a role in sheaf and stack theory, as well as in the Alexander Grothendieck's approach to algebraic geometry. Most cases of faithfully flat descent of algebraic structures (e. g. those in FGA and in SGA1) are special cases of Beck's theorem. The theorem gives an exact categorical description of the process of 'descent', at this level. In 1970 the Grothendieck approach via fibered categories and descent data was shown (by Jean Bénabou and Jacques Roubaud) to be equivalent (under some conditions) to the comonad approach. In a later work, Pierre Deligne applied Beck's theorem to Tannakian category theory, greatly simplifying the basic developments.
Мысалдар
Топологиялық кеңістіктерден жиынтарға дейінгі ұмыту функторы изоморфизмдерді көрсетпейтіндіктен монодикалық емес: (жинақталмаған немесе Хаусдорф емес) топологиялық кеңістіктер арасындағы үздіксіз биекциялар гомеоморфизмдер болуы міндетті емес. Коммутативтік C* алгебрадан жиынтарға, осындай алгебра A-ны бірлік шарға, яғни, жиынға жіберу функторы монадтық екенін көрсетеді. Негрепонтис сондай-ақ Гельфанд дуалдығын тудырады, яғни, жинақталған Хаусдорф кеңістіктерінің қарама-қарсы санаты мен коммутативтік C* алгебралар арасындағы санаттардың эквиваленттігі осыдан туындайды. Setop-тан Set-ке дейінгі қуат жиыны функторы монадтық, мұнда Set – жиындар санаты. Көбірек айтқанда, Бек теоремасын кез келген T топосы үшін Top-тан T-ға дейінгі қуат жиыны функторының монадтық екенін көрсету үшін қолдануға болады, бұл өз кезегінде T топосының шекті колимдері бар екенін көрсетуге пайдаланылады. Жартылған топтардан жиындарға дейінгі ұмыту функторы монадтық. Бұл функтор кездейсоқ коэквализаторларды сақтамайды, егер қажетті және жеткілікті шарттарды алуды қаласақ, Бек теоремасындағы коэквализаторларға қатысты белгілі бір шектеулер қажет екенін көрсетеді. Егер B, коммутативтік A сақинасы үстінде адал жазық коммутативтік сақина болса, онда A модульдерінен B модульдеріне M-ді B⊗AM-ге жіберу функторы T комонад болып табылады. Бұл Бек теоремасының дуалынан туындайды, өйткені B жазық болса, T шектерін сақтайды, ал B адал жазық болса, T изоморфизмдерді көрсетеді. T үстіндегі коалгебра негізінен B модулі болып табылады, сондықтан T комонадтығы адал жазық түсірудің негізгі теоремасына тең, яғни, түсірілген B модульдері A модульдеріне эквивалентті.