Взаимно однозначное соответствие

Соответствие между элементами множеств. Способы задания соответствий

Учащимся некоторого класса был задан вопрос, какие кружки они посещают. Их ответы были занесены в таблицу:

	Музыкальный	Рисования	Танцевальный	Выжигания
Артем
Борис
Виктор

Из таблицы видно, что Артем посещает 3 кружка, а Виктор только один; больше всего из опрошенных посещают кружок рисования и никто из них не посещает кружок выжигания…

В данном примере рассматриваются два множества: Х = {А; Б; В} – множество имен и Y = {м; р; т; в} – множество названий кружков.

При помощи слов «посещать какой-либо кружок» между элементами этих множеств установлена некоторая связь, или, как говорят в математике, соответствие. В таблице это соответствие выделено заштрихованными клетками, а множество всех клеток таблицы является декартовым произведением множеств Х и Y.

Соответствие между множествами Х и Y мы установили, имея 3 множества: множество Х – множество имен, множество Y – множество названий кружков и подмножество декартова произведения Х ´ Y.

Определение. Соответствием между множествами Х и Y называется любое подмножество R декартова произведения множеств Х и Y.

Множество Х называют множеством отправления соответствия, множество Y – множеством прибытия соответствия.

Если пара (х; у) Î R, то говорят, что элемент у соответствует элементу х; у является образом элемента х; х является прообразом элемента у.

Определение. Множество всех первых компонент пар, входящих в соответствие, называется областью определения соответствия.

Определение. Множество всех вторых компонент пар, входящих в соответствие, называется областью значений соответствия.

Т.к. соответствие – подмножество декартова произведения, то способы задания соответствий такие же, как и для декартова произведения.

Пример. Х = {2; 3; 5; 7}, Y = {6; 9; 15; 17}

R – «х – делитель у» – соответствие задано указанием характеристического свойства;

R = {(2; 6); (3; 6); (3; 9); (3; 15); (5; 15)} – соответствие задано перечислением. Также соответствие можно задать таблицей:

Х Y

у    

графом: графиком:

Х Y

2 3 5 7 х

В нашем примере элементу 3 соответствует три элемента множества Y – 6, 9 и 15. Множество, состоящее из чисел 6, 9 и 15, называют образом элемента 3.

В общем случае, образ элемента х из множества Х определяется как множество всех элементов у Î Y, соответствующих элементу х.

Число 6 соответствует двум элементам множества Х – числам 2 и 3. Множество, состоящее из чисел 2 и 3, называют полным прообразом элемента 6 из множества Х.

В общем виде: полный прообраз элемента у Î Y определяют как множество элементов х Î Х, таких что элементу х соответствует элемент у.

Определение. Множество всех элементов из множества Х, имеющих непустые образы, называется областью (множеством) определения соответствия R.

Определение. Множество всех элементов из множества Y, имеющих непустой полный прообраз, называется множеством значений соответствия R.

В нашем примере: {2; 3; 5} – множество определения; {6; 9; 15} – множество значений.

Понятие соответствия между множествами относится к числу фундаментальных понятий математики. Оно лежит в основе определения таких важнейших понятий математики, как функция и отображение. Кроме того, в любой науке изучаются не только сами объекты, но и связи между ними.

Определение. Отображением f множества Х в множество Y называется такое соответствие между множествами Х и Y, при котором каждому элементу х Î Х соответствует единственный элемент у Î Y.

Определение. Если множество значений отображения f совпадает с множеством прибытия этого отображения, то f называют отображением множества Х на множество Y. В математике такое отображение называется сюръективным.

Определение. Если полный прообраз каждого элемента у Î Y содержит не более одного элемента (может быть и пустым), то такое отображение называется инъективным.

Определение. Отображение, обладающее свойствами инъективности и сюръективности, называется взаимно однозначным.

Другими словами: отображение f множества Х на множество Y называется взаимно однозначным, если двум различным элементам х ₁ и х ₂ множества Х соответствует два различных элемента у ₁ и у ₂ множества Y.

Пример. Х – множество вершин треугольника АВС, Y – множество сторон треугольника АВС.

с а

b

Поставим в соответствие каждой вершине треугольника его сторону, лежащую напротив этой вершины. Данное отображение взаимно однозначно, при этом каждый элемент множества Х имеет единственный образ, а каждый элемент множества Y – единственный прообраз.

Дата добавления: 2013-12-12