映射

定义

XXYY非空集合,有一个法则 ff,使得 XX每一个元素 xx,在 YY 下都有唯一yy 与之对应。记作:f:XYf:X\rightarrow Y

称:

  • yyxx(在映射 ff 下)的,记作 f(x)f(x)
  • xxyy(在映射 ff 下)的原像
  • XX 为映射 ff定义域,记作 DfD_f
  • XX 中所有元素的像组成的集合为值域,记作 RfR_ff(X)f(X)

由定义可知:

  • Df=XD_f=X
    每个 xx 都有 yy 与之对应
  • f(X)=RfYf(X)=R_f\subseteq Y,而非 Rf=YR_f=Y
    yy 不一定有 xx 与之对应
  • xX\forall x\in X 对应的像唯一
    每个 xx 只能对应一个 yy
  • 可能有一个 yy 对应多个 xx
  • y=f(x)y=f(x)

如图是一个简单的映射:
分类映射演示

此映射为一个简单的分类映射

三要素

  1. 定义域 DfD_f
  2. 值域 RfR_f
  3. 对应法则 ff

分类

满射

Rf=YR_f=Y,即每个 yy 都有 xx 与之对应,称为满射

如图:
满射演示图

单射

x1x2X\forall x_1\neq x_2\in X 都有 f(x1)f(x2)f(x_1)\neq f(x_2),即每个 yy 只有一个 xx 与之对应,称为单射

如图:
单射演示图

双射

即是单射又是满射称为双射,又称一一映射

如图为姓名和学号的映射:
双射演示图

逆映射

定义

  1. 定义1

    映射 f:XYf:X\rightarrow Y 为单射
    f1:RfXf^{-1}:R_f\rightarrow X 为其逆映射

    按上述定义,只有单射才存在逆映射

  2. 定义2

    映射 f:XYf:X\rightarrow Y 为双射
    f1:YXf^{-1}:Y\rightarrow X 为其逆映射

    按上述定义,只有双射才存在逆映射

f:f: 姓名 \rightarrow 学号 映射中,可知 f(f(王五)=00005)=00005
其逆映射 f1:f^{-1}: 学号 \rightarrow 姓名 如下图:
逆映射演示图
可得 f1(00005)=f^{-1}(00005)= 王五

复合映射

定义

有两个映射:

  1. g:XY1g:X\rightarrow Y_1
  2. f:Y2Zf:Y_2\rightarrow Z

满足 Y1Y2Y_1\subseteq Y_2,可推出 RgDfR_g\subseteq D_f

RgY1Y2=DfR_g\subseteq Y_1\subseteq Y_2=D_f

则由映射 ffgg 可确定一个从 XXZZ 的映射,此映射成为映射 ffgg 构成的复合映射,记作 fgf\circ g
fg:XZf\circ g:X\rightarrow Zfg(x)=f[g(x)], xXf\circ g(x)=f[g(x)],~x\in X

注意:fggff\circ g\neq g\circ f,因为 ggff 复合是有顺序的

如图:

  1. 映射 g:XY1g:X\rightarrow Y_1 代表 xXx\in X 的父亲是 y1=g(x)y_1=g(x)
    父亲映射
  2. 映射 f:Y2Zf:Y_2\rightarrow Z 代表 y2Y2y_2\in Y_2 的母亲是 z=f(y2)z=f(y_2)
    母亲映射
  3. 复合映射 fg:XZf\circ g:X\rightarrow Z 代表 xXx\in X 的祖母是 z=fg(x)z=f\circ g(x)
    父亲映射与母亲映射复合结果图

参考

[1] 高等数学同济大学出版社第七版


映射
https://wuqin0202.github.io/2023/07/27/mathematics/映射/
作者
wuqin
发布于
2023年7月27日
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