1.函数的基本概念
函数:令X、Y是集合,f是从X到Y的关系,如果对于任何x∈X,都存在唯一的y∈Y,使得<x,y>∈f,则称f是从X到Y的函数(变换、映射),记作f:X->Y,或
自变元与函数值(像源与映像):f:X->Y,如果<x,y>∈f,则称x是自变元(像源),称y是x的函数值(映像)。
A={1,2,3}上的几个关系,哪些是A到A的函数。
函数关系图的特点:
每个结点均有且仅有一条往外法的弧线(包括环)。
函数关系矩阵的特点:
每行均有且仅有一个1
定义域、值域和陪域(共域):f:X->Y
f的定义域(domain):记作dom f或Df
f的值域(range):记作ran f或f(X)
f的陪域,Y称之为f的陪域
下面是大家熟悉的实数集合上的几个关系,哪些是R到R的函数?
1.x不能等于0,所以不是
2.x=1时,y有两个值对应。不是
3.是
4.不是,x<=0没有y对应
5.不是,x<0没有y对应
判断是否是函数的时候一定要注意,定义域里面的所有x值都有y值与之对应,并且y值是唯一的。
两个函数相等
设有两个函数f:A->B,g:C->D,f=g当且仅当A=C,B=D,且对任何x∈A,有f(x)=g(x)
即它们的定义域、陪域相等、映射也相同。
2.特殊函数
常值函数:函数f:X->Y,如果存在y0∈Y,使得对任意x∈X,均有f(x)=y0,即
ranf={y0},则称f是常值函数
2.恒等函数:恒等关系Ix是X到X的函数,即Ix:X->X,称之为恒等函数
显然对于任意的x∈X,有Ix(x)=x
3.函数的映射类型
满射的:f:X->Y是函数,如果对于任意的y∈Y,都存在x∈X,使得f(x)=y,则称f是满射的。即满射函数的值域Rf=Y.
映内的:f:X->Y是函数,如果Rf⊂Y,则称f是映内的
满射函数的关系矩阵:每行有且仅有一个1并且每列至少有一个1.(这时自变量的数量要大于等于因变量的数量)
3.入射的:f:X->Y是函数,对于任何x1,x2∈X,如果x1≠fx2,均有f(x1)≠f(x2),或者若f(x1)=f(x2),则x1=x2
则称f是入射的(单射的,一对一的)
(这时自变量的数量要小于等于因变量的数量,否则就会存在多对一)
4.双射的:f:X->Y是函数,如果f既是满射的,又是入射的,则称f是双射的,也称f是一一对应的。
判断下列函数的类型
定理:令X,Y为有限集合,若X和Y的元素个数相等,则f:X->Y是入射的,当且仅当它是满射的。
在X,Y为有限集合时,只要f是入射或满射,则f双射。
函数的复合运算
由于函数是特殊的关系,函数的复合运算定义为:
注意:这里把g写在f的左边了,所以叫做左复合,这样写是为了照顾数学习惯。
定义:两个函数的复合仍然是一个函数
求函数复合运算的方法
与求关系复合运算的方法相同,可以直接过河拆桥,或者用关系图或者关系矩阵去求,但要注意写成左复合
函数复合运算的性质:
定理2:函数的复合运算满足可结合性
证明:与关系的复合有可结合性的证明类似,但要注意,要用函数相等的定义去证明。
函数的逆运算
关系逆运算的定义:设R⊆X X Y
看下面的例子:
显然f-1不是函数。
可见如果一个函数不是双射的,它的逆就不是函数。
逆函数定义
2.性质