单射
数学术语
设f是由集合A到集合B的映射,如果所有x,y∈A,且x≠y,都有f(x)≠f(y),则称f为由A到B的单射。
例子反例
对任一集合X,X上的恒等函数为单射的。
函数f : R → R,其定义为f(x) = 2x + 1,是单射的。
函数g : R → R,其定义为g(x) = x^2,不是单射的,因为g(1) = 1 = g(−1)。但若将g的定义域限在非负数[0,+∞)内或非正数(-∞,0]内,则g是单射的。
指数函数exp:R → R+:x → e^x(e的x次方)是单射的。
自然对数函数ln:(0,+∞) → R:x → ln x是单射的。
函数g : R → R,其定义为g(x) = x^3 − x,不是单射的,因为 g(0) = g(1)。
更一般地说,当X和Y都是实数线 R',则单射函数f : R → R为一绝不会与任一水平线相交超过一点的图。
可逆函数
另一单射函数的定义为其作用可取消的函数。更精确地说,f : X → Y为单射,若存在一函数g : Y → X,使得对所有X内的x,g(f(x)) = x,亦即g o f 等同于X上的恒等函数
注意,g不一定是一f的完全反函数,因为其他顺序的复合f o g不一定是在X上的恒等函数。
事实上,将一单射函数f : X → Y变成一双射函数,只需要将其陪域Y替换成其值域J = f(X)就行了。亦即,令g : X → J,使其对所以X内的x,g(x) = f(x);如此g便为单射的了。确实,f可以分解成inclJ,Yog,其中inclJ,Y来由J至Y的内含映射
其他性质
若f和g皆为单射的,则f o g亦为单射的。
若g o f为单射的,则f为单射的(但g不必然要是)。
f : X → Y是单射的当且仅当给定两函数g、h : W → X会使得f o g = f o h时,则g = h。
若f : X → Y为单射的且A为X的子集,则f −1(f(A)) = A。所以,A可以从其值域f(A)找回。
若f : X → Y是单射的且A和B皆为X的子集,则f(A ∩ B) = f(A) ∩ f(B)。
任一函数 h : W → Y 皆可分解为 h = f o g 其中 f 是单射而 g 是满射。此分解至多差一个自然同构, f 可以设想为从 h(W) 到 Y 的内含映射
若 f : X → Y 是单射,则在基数的意义下 Y 的元素数量不少于 X。
若 X 与 Y 皆为有限集,则 f : X → Y 是单射当且仅当它是满射。
内含映射总是单射。
范畴论的观点
范畴论的语言来说,单射函数恰好是集合范畴内的单态射
参考资料
最新修订时间:2024-04-03 16:56
目录
概述
例子反例
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