满射

数学中,射影函数是一个具有以下性质的函数fAB。对于编码域B中的每个元素b在域A中至少有一个元素a,使得f(a)=b。这意味着f的范围和编码域是同一个集合。

术语surjection以及相关的术语injectionbijection是由自称为Nicholas Bourbaki的一群数学家提出的。在20世纪30年代,这群数学家出版了一系列关于现代高等数学的书籍。法语前缀 "sur "的意思是 "上面 "或 "到",之所以选择这个词,是因为一个射出函数将其域映射其子域

基本属性

正式的。

f :A → B {displaystyle f:A\rightarrow B}{\displaystyle f:A\rightarrow B}一个射出函数,如果 bB aA {displaystyle \forall b\in B\,\,\exists a\in A}这样{\displaystyle \forall b\in B\,\,\exists a\in A}f ( a ) = b 。{displaystyle f(a)=b\,.} {\displaystyle f(a)=b\,.}

元素b {displaystyle b}{\displaystyle b}被称为元素a {displaystyle a}a图像

  • 形式上的定义意味着。码域B的每个元素都是码域A中至少一个元素的图像

元素a {displaystyle a}a被称为元素b {displaystyle b}{\displaystyle b}前像

  • 形式上的定义是指。码域B的每个元素在码域A中至少有一个前像。

一个预像一定是唯一的。在上图中,{X}和{Y}都是元素{1}的预映像。唯一重要的是,至少有一个前像。(参见:射出函数双射出函数)

例子

基本功能

f(x):ℝ→ℝ是一个实值参数x的实值函数y=f(x)(这意味着输入和输出都是数字)。

  • 图形意义。如果每条水平线至少与f的图形相交一个点,那么函数f就是一个投影。
  • 分析的意义。如果对于每一个实数yo,我们可以找到至少一个实数xo,使yo=f(xo),那么函数f就是一个投影。

为一个给定的y找到一个前像oxo,相当于这两个问题。

  • 方程f(x)-y=o0是否有解? 或
  • 函数f(x)-yo有根吗?

在数学中,我们只能找到一、二(和三)度多项式的精确(分析)根。我们可以大约找到所有其他函数的根(数字)。这意味着 surjectivity 的正式证明很少是直接的。所以下面的讨论是非正式的。

例子。斜线的线性函数是to。也就是说,y=ax+b,其中a≠0是一个抛射。(它也是一个注入,因此是一个双射。)

证明。将yo代入函数并求解x。由于a≠0,我们得到x=(yo-b)/a。这意味着xo=(y-ob)/ay的前像o。这证明了函数y=ax+b,其中a≠0是一个射影。(由于正好有一个前像,这个函数也是一个注入。)

实际例子:y= -2x+4。什么是y=2的前像?解。这里a= -2,即a≠0,问题是。y=2对哪个x来说是?我们将y=2代入函数。我们得到x=1,即y(1)=2。所以答案是:x=1是y=2的前像。

例子:三次多项式(三度)f(x)=x-33x是一个抛射。

讨论。三次方程x-33x-yo=0有实系数(a=31,a=20,a=-13,a=-0yo)。每个这样的三次方程都至少有一个实数根。由于多项式的域是ℝ,这意味着域中至少有一个前象xo。也就是说,(x)0-33x0-yo=0,所以这个函数是一个抛射。(然而,这个函数不是一个注入。例如,y=o2有两个前像:x=-1和x=2。事实上,每个y,-2≤y≤2都至少有2个前映像)。

例子。二次函数f(x)=x2不是一个投影。没有一个x能使x2=-1。x²的范围是[0,+∞] ,即非负数的集合。(另外,这个函数不是一个注入函数)。

注:我们可以通过一个非射影函数的子域限制在其范围内的元素来使其成为一个射影。例如,新的函数f(Nx):ℝ → [0,+∞),其中fN(x)=x2是一个抛射函数。(这与限制域的函数的限制不一样!)

例子。指数函数f(x)=10x不是一个射影。的范围是(10x0,+∞),也就是正数的集合。(这个函数是一个注入。)


射出。f(x):ℝ→ℝ(和注入)。


射出。f(x):ℝ→ℝ(不是注入)。


f(x):ℝ→ℝ(也不是注入),不是一个抛射。


f(x):ℝ→ℝ(但是是一个注入),不是一个抛射。


射出。f(x):(0,+∞)→ℝ(和注入)。


z:ℝ²→ℝ,z=y。(图中显示,z=2的前像是直线y=2)。

其他有实值函数的例子

例子。以10为基数对数函数f(x):(0,+∞)→ℝ,由f(x)=log(x)y=log10(x)定义,是一个抛射(和一个注入)。(这就是10x的反函数)。

  • 笛卡尔乘积A×B对其一个因子的投影是一个投影。

例子。z=y定义的函数f((x,y)):ℝ²→ℝ是一个抛射。它的图形是3维空间的一个平面。z的前o像是xy0平面上的直线yo=z

  • 在3D游戏中,3维空间被投射到2维屏幕上的投影。

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问题和答案

问:什么是数学中的射函数?
答:数学中的射函数是指函数f:A → B,其性质是:对于代号域B中的每个元素b,在域A中至少有一个元素a,使得f(a)=b。

问: 射函数在数学中有什么意义?


答: 射函数保证了没有一个元素在代号域中未被映射, 并且f的范围和代号域是同一个集合.

问: 射影一词的起源是什么?
答:投射一词是由数学家尼古拉斯-布尔巴基(Nicholas Bourbaki)提出的。

问:surjective中的法语前缀sur是什么意思?
答:法文前缀sur的意思是高于或到。

问:为什么用surjective来表示这种函数?
答:之所以用surjective来表示这种函数,是因为surjective函数将其域映射到其代号域上。

问: 谁在20世纪30年代出版了现代高等数学丛书?
答: 20世纪30年代,一个名叫尼古拉斯.布尔巴基(Nicholas Bourbaki)的数学家小组出版了一系列关于现代高等数学的书籍。

问:什么是数学中的注入和双射?
答:注入和双射是数学中与投射相关的术语。注入函数确保域中没有两个元素映射到代号域中的相同元素。双射函数既是射出函数,也是注入函数。

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