תרגול 12 תשעז

2017-03-08T08:10:25Z

David136: /* פונקציות */

==פונקציות==
'''הגדרה:''' יהיו A,B קבוצות וR יחס בינהן. אזי:
*התחום של R הינו <math>dom(R)=\{a\in A|\exists b\in B:(a,b)\in R\}=\{(*,\;),(*,\;)\dots \}</math>
*התמונה של R הינה <math>im(R)=\{b\in B|\exists a\in A:(a,b)\in R\}=\{(\;,*),(\; ,*)\dots \}</math>

'''הערה''': ישירות מהגדרה מתקיים כי <math>dom(R)\subseteq A, Im(R)\subseteq B</math>

'''דוגמא:'''
*<math>R=\{(1,a),(2,b),(3,a),(a,1)\}</math> אזי התחום הוא <math>dom(R)=\{a,1,2,3\}</math> והתמונה הינה <math>im(R)=\{1,a,b\}</math>

'''הגדרה:'''
*יחס R מ-A ל-B נקרא '''על''' אם <math>\forall b\in B \exists a\in A:(a,b)\in R</math> כלומר <math>im(R)=B</math>
*יחס R מ-A ל-B נקרא '''מלא''' אם <math>\forall a\in A \exists b\in B:(a,b)\in R</math> כלומר <math>dom(R)=A</math>
*יחס R נקרא '''חד ערכי''' אם <math>[(x,b)\in R] \and [(x,d) \in R] \rightarrow (d=b)</math> כלומר אין איבר מ A שמתאים ל-2 איברים שונים מ B.

'''הגדרה:'''

יחס חד ערכי ומלא נקרא '''פונקציה'''; נסמן במקרה זה <math>(a,b)\in R\leftrightarrow b=R(a)</math>.
ובאופן כללי <math>f:A\to B \;\; , a \mapsto f(a)</math>.
(A נקרא תחום (הגדרה) של הפונקציה. ו B נקרא הטווח של הפונקציה)

פונקציה נקראת '''חד-חד''' ערכי אם בנוסף היחס ההפוך הוא חד ערכי.

כלומר:

<math>f</math> חח"ע אמ"מ <math>f(x_1)=f(x_2)\Rightarrow x_1=x_2</math> אמ"מ <math>x_1\neq x_2 \Rightarrow f(x_1)\neq f(x_2)</math>

'''הגדרה:'''

תהא A קבוצה. '''פונקציית הזהות''' היא פונקציה <math>f:A \to A</math> המקיימת <math>\forall a\in A: f(a)=a</math>. נהוג לסמנה: <math>id_A</math> פונקציית הזהות היא חח"ע ועל.

למשל:
*<math>f:\mathbb{N}\rightarrow\mathbb{Z}</math> כאשר <math>f(p)=p^2</math> ( חח"ע ואינה על)
*<math>f:\mathbb{N}\rightarrow\mathbb{N}</math> כאשר <math>f(x)=x-1</math> ( לא מוגדר כי <math>f(1)=?</math>)

===תרגיל===
יהיו A ו-B קבוצות סופיות בעלות עוצמה זהה. הוכח שכל פונקציה מ-A ל-B הינה על אם"ם היא חח"ע

'''הוכחה:'''
נסמן <math>f:A\to B, A=\{a_1,\dots a_n\},B=\{b_1,\dots b_n\} </math> . כאשר כל האיברים ב A שונים זה מזה וכנ"ל ל B

נניח <math>f </math> חח"ע אזי <math>|\{f(a_1),\dots f(a_n)\}|=n</math>
כיוון ש <math>\{f(a_1),\dots f(a_n)\}\subseteq B </math> ובשניהם יש אותו מספר איברים, מתקיים שיוון ולכן <math>f </math> על.

נניח <math>f </math> על. נניח בשלילה ש <math>f </math> אינה חח"ע אזי <math>|\{f(a_1),\dots f(a_n)\}|<n</math> (כי יש שני איברים שנשלחים לאותו מקום)
ואז <math>f </math> אינה על -סתירה.

הערה: הדבר אינו נכון אם A וB קבוצות אינסופיות. (מצאו דוגמא)

===הרכבת פונקציות===

'''הגדרה:'''
יהיו <math>f:A\to B, g:B\to C </math> שתי פונקציות אזי '''ההרכבה של <math>g</math> על <math>f</math>''' היא פונקציה <math>g \circ f:A\to C </math> המוגדרת על ידי הכלל <math>g \circ f(a)=g(f(a)) </math>

הערה: אם מתיחסים לפונקציות כאל יחסים - מקבלים את ההגדרה של הרכבת יחסים.

'''משפט:'''
*אם <math>g \circ f</math> חח"ע אזי f חח"ע.
*אם <math>g \circ f</math> על אזי g על.

===פונקציות הפיכות===
'''הערה:''' לכל פונקציה <math>f</math> מתקיים <math>f\circ id =f</math> וגם <math>id \circ f =f</math>

'''הגדרה:''' תהי <math>f</math> פונקציה <math>f:A\rightarrow B</math>. פונקציה <math>g:B\rightarrow A</math> תיקרא '''הפונקציה ההופכית ל-<math>f</math>''' אם <math>f\circ g = id_B</math> וגם <math>g\circ f = id_A</math>. במקרה זה נסמן את <math>g</math> על ידי <math>f^{-1}</math>, ונאמר שהפונקציה <math>f</math> היא '''הפיכה'''.

'''תרגיל.'''

הוכח כי f הפיכה אם"ם היא חח"ע ועל.

'''הוכחה:'''

אם f הפיכה, אזי <math>f\circ f^{-1} = id_B</math> וגם <math>f^{-1}\circ f = id_A</math>. מכיוון שהזהות הינה חח"ע ועל, נובע ש-f חח"ע ועל לפי המשפט הקודם.

אם f חח"ע ועל, אז נגדיר <math>g:B\to A</math> ע"י: עבור <math>a\in A </math> קיים (כי f על) יחיד (כי f חח"ע)
<math>b\in B</math> כך ש <math>f(a)=b</math> . נגדיר <math>g(b):=a</math>. תרגיל: בדקו ש g ההופכית של f.

Math-Wiki - תרומות המשתמש [he]

תרגול 12 תשעז