67593

Отношения и функции/ Произведение множеств

Лекция

Математика и математический анализ

Две пары считаются равными тогда и только тогда, когда x=u и y=v. Определение. Бинарным или двуместным отношением называют множество упорядоченных пар. Элементы x и y называют координатами или компонентами отношения.

Русский

2014-09-23

116.5 KB

1 чел.

Лекция №2  

Отношения и функции

Определение. Упорядоченной парой <x,y> называется совокупность, состоящая из двух элементов x и y, расположенных в определенном порядке.

Определение. Две пары <x, y> <u, v> считаются равными тогда и только тогда, когда x=u и y=v.

Определение. Бинарным или двуместным отношением  называют множество упорядоченных пар. Элементы x и y называют координатами или компонентами отношения .

Записи <x, y> и  xy  означают, что пара <x, y> принадлежит бинарному отношению .

Определение. Областью определения бинарного отношения  называют множество D={x | существует такое y, что  x  y}. Областью значений  называют множество R={y | существует такое  x, что x  y}.||

Примеры.

1. Множество {<1,2>,<2,4><3,3>,<2,1>} – бинарное отношение.

D={1,2,3}, R={2,4,3,1}={1,2,3,4}.

2. {<x, y> | x, y – действительные числа и x=y} - отношение равенства на множестве R действительных чисел (специальное обозначение «=»). D={x | xR}, R={y | yR}.

3. {<x, y> | для целых чисел x и y найдется положительное число z такое, что x+z=y} – отношение «меньше чем» на множестве целых чисел (специальное обозначение «<»). D и R - множества целых чисел.

Определение. Упорядоченным набором длины n или n-кой элементов называется последовательность, состоящая из n элементов x1, x2, x3,…, xn, расположенных в определенном порядке и обозначается <x1, x2, x3,…, xn>.

Определение. n-нарным отношением называют множество упорядоченных наборов длины n.

Произведение множеств

Определение. Пусть даны n множеств A1, A2,…, An. Множество всех наборов <x1, x2,…, xn> таких, что x1A1,…, xnAn называют прямым произведением A1, A2,…, An и обозначают A1A2An или .

Произведение одинаковых множеств обозначается An.

При n=2   XY={<x, y> | xX, yY}.

Каждое бинарное отношение есть подмножество прямого произведения, так что DX и RY. Если X=Y то говорят, что есть отношение на множестве X.

Примеры

1. Пусть X={0,1}, Y={x,y}. Тогда

XY={<0,x>, <0,y>, <1,x>, <1,y>};

YX={<x,0 >, <x,1>, <y,0>, <y,1>}.

2. X={1,2,3}, Y={0,1}.

XY={<1,0>,<1,1>,<2,0>,<2,1>,<3,0>,<3,1>};

YX={<0,1>,<0,2>,<0,3>,<1,1>,<1,2>,<1,3>}.

(Отметим, что XY  YX.)

К отношению «=» принадлежит одна пара <1,1>.

К отношению «<» в множестве YX принадлежат все пары, кроме <1,1>. В множестве XY таких пар нет.

3. RR - плоскость.

4. X = {x | x  [0,1]}

Y = {y | y  [1,2]}

XY = {<x, y> | x  [0,1], y  [1,2]} – множество точек квадрата:

           

Определение. Обратным отношением для ={<x,y> | <x,y>} называют отношение -1={<y,x> | <x,y>}.

Определение. Композицией отношений 1 и 2 называют отношение 21={<x,y> |  z такое, что <x, z>1 и <z, y>2}.

Свойства бинарных отношений

  1.  ;

2) .

Доказательство п. 2)

<y,x>    <x,y>21;

 z : <x,z>1 и <z,y>2

 z : <z,x>1-1 и <y,z>2-1 

 z : <y,z>2-1 и <z,x>1-1 

<y,x>.

Сравнивая с исходным соотношением убеждаемся в справедливости равенства 2).

Пример: система линейных алгебраических уравнений AB, где A и B - матрицы. Операция умножения матрицы на вектор устанавливает соответствие каждому вектору-операнду  результата операции . Это соответствие есть отношение .

С одной стороны

.

С другой стороны

; .

Тем самым, .

Функции

Определение. Бинарное отношение f называется функцией, если из <x,y>f и <x,z>f следует, что y=z. (Функция является однозначной).

Две функции равны, если они состоят из одних и тех же элементов. Область определения: Df, область значений: Rf.

Если Df =X и Rf Y, то говорят, что f осуществляет отображение множества X на множество Y. Обозначения:

f:XY или .

<x,y>f    y=f(x);  y – образ, x – прообраз элемента y.

Примеры

{<1,2>, <2,3>,< >} – функция;

{<1,2>,<1,3>,<2,4>} - не функция (1 отображается сразу на два элемента);

{<x, x2+2x+1> | x R} - функция y=x2+2x+1

Определение. n-местной функцией называют отношение f, если f:XnY. Обозначение y=f(x1,…,xn).

Определение. Функция f:XY называется инъективной, если

x1, x2, y : y=f(x1), y=f(x2) x1=x2.  (То есть, одинаковые значения y могут соответствовать только одинаковым x).

Определение. Функция f:XY называется сюръективной, если

yY xX : y=f(x). (То есть, каждому значению y соответствует некоторое x).

Определение. Функция f называется биективной, если f одновременно сюрьективна и инъективна.

Говорят, что биективная функция f осуществляет взаимно однозначное отображение множества X на множество Y.

Примеры

f(x)=ex - инъективна, но не сюръективна при x  R;

f(x)=x3-x - сюръективна, но не инъективна;

f(x)=2x+1, f(x)=x3+x – биективна.

Утверждение. Композиция двух функций есть функция.

Доказательство. Допустим, композиции gf принадлежат две пары:

.

Поскольку f – функция, то u=v. Поскольку g – функция и u=v, то y=z, т.е. gof – функция.

Утверждение. Композиция двух биективных функций есть биективная функция. Следует из взаимной однозначности отображений, осуществляемых биективными функциями.

Определение. Тождественным отображением множества X в себя называется отображение 

ex: XX такое, что xX ex(x)=x. Тогда fex=f, eyf=f.

Утверждение. Отображение f:XY имеет обратное отображение f1:YX тогда и только тогда, когда f – биекция.

Доказательство.

Пусть f – биекция. Поскольку f – сюръективна, то отношение f-1 определено на множестве Y (каждому y соответствует определенное x).

В связи с инъективностью функции f обратное отношение f-1 является функцией (так как функция – однозначна, а инъективность означает невозможность соответствия различных x одному y). Прямое утверждение доказано.

Пусть теперь отображение f имеет обратное – f-1, определенное на множестве Y со значениями во множестве X. Тогда f сюръективно.

Но f также инъективно, так как f-1 – функция.

Утверждение доказано.

Замечание. Для того, чтобы обратное отношение f-1 было функцией на множестве значений Rf функции f, достаточно, чтобы функция f была инъективной. Тогда для инъективных функций выполняются следующие свойства бинарных отношений

1) (f)=f;                   2) (gf) =fg.

Свойства биективных функций

3) ff=ex;                  4) ff=ey.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

21391. ГРАЖДАНСКОЕ ПРАВО КАК ОТРАСЛЬ ПРАВА 26.5 KB
  надо выявить те свойства которые входят в предмет одной отрасли гражданского права Легальное определение статья 2 ГК РФ: перечень наиболее типычных общественных отношений входящих в ГП: отношения собственности обязательственные отношения результаты по поводу интеллектуальной деятельности; предмет ГП входят имущественные и личные неимущественные отношения основанные на равенстве автономии воли и имущественной самостоятельности их участников Определяются внешние признаки В научном определении включаются сущностные признаки т. все обществеенные...
21392. ПРИНЦИПЫ ГРАЖДАНСКОГО ПРАВА 19.19 KB
  их применение все цело зависит от усмотрения участников ГО статья 617; императивных норм гораздо меньше один из недостатков что их еще достаточно много что явно не оправданно статья 807договор займа реальный договор Пункт 1 статья 9 субъекты ГП по своему усмотрению осуществляют принадлежащие им субъективные права в плановой экономике не редко субъекты осуществляли свои права по указанию другихсвобода усмотрения при осуществлении ими своих субъективных прав не безгранична и существует статья 10 пределы осуществления гражданских прав...
21393. СИСТЕМА ГП 28.57 KB
  общие нормы не повторяются в отдельных институтах ГП Особенная часть ГП состоит из подразделений правовые нормы которых рассчитаны на регулирование только одного вида оо входящих в предмет ГП Наиболее крупными подразделениями особенной части являются подотрасли Содержащиеся в подотраслях нормы ГП предназначены для регулирования только одного вида оо состоящих предмет ГП: Право собственности и другие вещные права Право на результаты интеллектуальной деятельности человека которые предназначены для отношений связанные с результатом...
21394. ДЕЙСТВИЕ ГЗ 22.07 KB
  опубликован в течение 7 дней после его подписания президентом официальным опубликованием считается первая публикации закона либо в рос газете либо в собрании законодательства Рф либо парламентской РФ Вступает в силу по истечении 10 дней после дня официального опубликования если самим законом не установлен иной порядок вступления его в силу Вступление в силу подзаконных нпа Указ президента РФ О порядке опубликования и вступления в силу актов президента правительства рф и нормативных актов федеральных органов исполнительной власти от 17.1997...
21395. ГРАЖДАНСКОЕ ПРАВОТНОШЕНИЕ 24.99 KB
  на сознание и волю Гпр оо только потому и возможно что содержание оо составляет поведение участников этих оо Поэтому урегулировать оо входящие в предмет ГП модно только одним способом путем регулирования поведения субъектов ГП в рамках существующих м у ними оо В качестве таких регуляторов выступают субъективные права и обязанности которыми наделяются участники регулируемых оо Субъективное право это мера возможного поведения управомоченного лица ГПотн Объективное право это мера должного поведения В ГП поведение определяется в соответствии с...
21396. СУБЪЕКТЫ ГП 27.62 KB
  некоторые граждане в силу малолетнего возраста или по состоянию здоровья не могут это делать то признается недееспособным до 14 лет не обладают дееспособностью Право и дееспособности это юр качества и свойства которыми субъектов ГП наделяет государство и только оно может лишить или ограничить Отказ субъекта от право ил дееспособности недействителен Статья 22: сделки направленные на ограничение право и дееспособности не действительны в СССР не хватало рабочей силы тогда выдавали квартиру но обычно ее меняли сразу на ленинградскую тогда брали...
21397. ИНДИВИДУАЛИЗАЦИЯ ГРАЖДАН 18.03 KB
  он не может от этого отказаться; для граждан не достигших 14 летнего возраста местом жительства признается место жительства их родителей усыновителей или опекунов; безвестное отсутствие и его последствия: отсутствие на месте жительства гражданина порождает неопределенность в ГО; в устранении неопределенности заинтересованы многие также как и сам гражданин; статья 42: суд может признать гражданина безвестно отсутствующим если в течение одного года в месте его постоянного места жительства нет сведений о месте его пребывания т. Невозможность...
21398. ЮРИДИЧЕСКИЕ ЛИЦА 28.28 KB
  Поэтому необходимо некое срво которое способно обеспечить реальность юрлица. юрлица в отличие от граждан не существуют реально. Эта теория впервые противопоставила юрлица и физлица как субъектов ГП. Недостатком является то что теория фикции объясняет почему создаются юрлица но не объясняет что такое юрлицо.
21399. ИНДИВИДУАЛИЗАЦИЯ ЮЛ 19.46 KB
  на практике он просто запутывает ГО когда регистрировали кооперативы то надо было его место нахождения тогда и появился юридический адрес они абонировали почтовый ящик Третий способ: не пользуются граждане Товарный знак знак обслуживания: в соответствии со статьёй 1477 товарный знак это обозначение служащее для индивидуализации товаров ЮЛ а знак обслуживания это обозначение служащее для индивидуализации выполнения работ и оказываемых услуг ЮЛ т. сочетание слов Раковая шейка Изобразительные шестеренка с буквами КЗ Объемный знак...