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函数

函数#

ff是集合AABB的关系,如果对每个xAx \in A都存在唯一的yBy \in B,使得<x,y>f<x , y> \in f

每个x必须有对应的y x 和 y 只能是1对1 或者 多对1的关系

则称关系ffAABB的函数或者映射。

记为f:ABf: A \rightarrow B,A为函数的定义域,记为domf=A;f(A)domf = A;f(A)为函数的值域,记为ranfranf

记,所有AABB一切函数构成的集合:BA={ff:AB}B^A = \{ f | f : A \rightarrow B \}

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f:ABf: A \rightarrow B,对于每个A都可以对应|B|中元素的一个,遍历所有A的元素,一共有BA|B|^{|A|}种选法。

  • 关系和函数
    • 种类数量不同,A到B的关系有2A×B2^{|A| \times |B|}个,而函数只有BA|B|^{|A|}
    • 基数不同,关系的基数可以为A×B|A| \times |B|,而函数的基数只能为A|A|
    • 第一元素不同:函数的第一元素不能重复。

函数类型#

  • 单射x1A,x2A,if x1x2,then f(x1)f(x2)\forall x_1 \in A, \forall x_2 \in A, if \space x_1 \neq x_2, then \space f(x_1) \neq f(x_2)

AB|A| \leq |B|

  • 满射if ranf=Bif \space ranf = B,则称f为A到B的满射

AB|A| \geq |B|

  • 双射ff满足单射又满足反射

满射也就是每个x都对应一个y,且都是1对1的关系。

要求:A=B|A| = |B| image-30

  • 数学表达

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函数的运算#

函数可视为一种特殊的二元关系

  1. 两个函数的并和交不一定是函数
    1. 使用并,可以得到1对多的关系(不满足定义)
    2. 使用交,可能的到x没有对应的项(不满足定义)

复合运算#

f:AB,g:BCf: A \rightarrow B, g: B \rightarrow C是两个函数

则f与g的复合关系可以表示为:

fg={<x,z>xA,zC,yB(y=f(x)\andz=g(y))}f \circ g = \{ <x, z> | x \in A, z \in C, \exist y \in B \to ( y = f(x) \and z = g(y)) \}

表示为A 到 C的函数,称为f与g的复合函数(composition function)

记为:fg:ABf \circ g : A \rightarrow B

复合函数的前提条件:ranfdomgranf \subseteq domg

dom(fg)=domf,ran(fg)rangdom(f\circ g) = domf, ran(f \circ g) \subseteq rang

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交换之后,值域和定义域的映射顺序改变了。

保守性#

  • 如果f,g是满射,则fgf \circ g也是从A到C的满射
  • 如果f,g是单射,则fgf \circ g也是从A到C的单射
  • 由上面两条,双射同理。

逆函数#

f:ABf: A \rightarrow B是函数

如果f1=<y,x>xA,yB,y=f(x)f^{-1} = {<y, x> | x \in A, y \in B, y = f(x)},是从B到A的函数

f1:BAf^{-1}: B \rightarrow A为函数ff的逆函数

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