Ένα προς ένα
Στα μαθηματικά , μία συνάρτηση
f
:
A
→ → -->
B
{\displaystyle f:A\rightarrow B}
μεταξύ δύο συνόλων
A
{\displaystyle A}
,
B
{\displaystyle B}
ονομάζεται ένα προς ένα (1-1) ή ερριπτική [ 1] ή αμφιμονότιμη , αν ισχύει ότι: αν
f
(
x
)
=
f
(
y
)
{\displaystyle f(x)=f(y)}
τότε είναι
x
=
y
{\displaystyle x=y}
, για κάθε
x
,
y
{\displaystyle x,y}
στο
A
{\displaystyle A}
.
Ένας ισοδύναμος ορισμός είναι ο εξής: Αν
x
≠ ≠ -->
y
{\displaystyle x\neq y}
τότε
f
(
x
)
≠ ≠ -->
f
(
y
)
{\displaystyle f(x)\neq f(y)}
, για κάθε
x
,
y
{\displaystyle x,y}
στο
A
{\displaystyle A}
.[ 2] :4
Μία συνάρτηση είναι γνησίως μονότονη (γνησίως αύξουσα ή γνησίως φθίνουσα) σε ένα διάστημα
Δ Δ -->
{\displaystyle \Delta }
, τότε είναι "1-1" σε αυτό.
Μαθηματικός ορισμός
Συμβολικά, μία συνάρτηση
f
:
A
→ → -->
B
{\displaystyle f:A\rightarrow B}
ονομάζεται ένας-προς-ένα αν ικανοποιεί
∀ ∀ -->
x
,
y
∈ ∈ -->
A
.
f
(
x
)
=
f
(
y
)
⇒ ⇒ -->
x
=
y
,
{\displaystyle \forall x,y\in A.\ f(x)=f(y)\Rightarrow x=y,}
το οποίο είναι λογικά ισοδύναμο με
∀ ∀ -->
x
,
y
∈ ∈ -->
A
.
x
≠ ≠ -->
y
⇒ ⇒ -->
f
(
x
)
≠ ≠ -->
f
(
y
)
.
{\displaystyle \forall x,y\in A.\ x\neq y\Rightarrow f(x)\neq f(y).}
Παραδείγματα
Παρακάτω δίνονται κάποια παραδείγματα συναρτήσεων που είναι ένα-προς-ένα και κάποιων που δεν είναι. Κάποιες ένα-προς-ένα συναρτήσεις, με την ίδια φόρμουλα αλλά ορισμένες σε διαφορετικά πεδία ορισμού μπορεί να μην είναι πλέον ένα-προς-ένα.
Η συνάρτηση
f
:
N
→ → -->
N
{\displaystyle f:\mathbb {N} \to \mathbb {N} }
με
f
(
x
)
=
x
+
1
{\displaystyle f(x)=x+1}
, είναι ένα-προς-ένα.
Η συνάρτηση
f
:
[
0
,
∞ ∞ -->
)
→ → -->
R
{\displaystyle f:[0,\infty )\to \mathbb {R} }
με
f
(
x
)
=
x
2
{\displaystyle f(x)=x^{2}}
, είναι ένα-προς-ένα. Ενώ, η συνάρτηση
g
:
R
→ → -->
R
{\displaystyle g:\mathbb {R} \to \mathbb {R} }
με
g
(
x
)
=
x
2
{\displaystyle g(x)=x^{2}}
δεν είναι, καθώς
g
(
3
)
=
g
(
− − -->
3
)
=
9
{\displaystyle g(3)=g(-3)=9}
.
Η συνάρτηση
f
:
[
− − -->
1
,
∞ ∞ -->
)
→ → -->
R
{\displaystyle f:[-1,\infty )\to \mathbb {R} }
με
f
(
x
)
=
|
x
+
1
|
{\displaystyle f(x)=|x+1|}
, είναι ένα-προς-ένα. Ενώ, η συνάρτηση
g
:
R
→ → -->
R
{\displaystyle g:\mathbb {R} \to \mathbb {R} }
με
g
(
x
)
=
|
x
+
1
|
{\displaystyle g(x)=|x+1|}
δεν είναι, καθώς
|
2
+
1
|
=
|
(
− − -->
4
)
+
1
|
=
3
{\displaystyle |2+1|=|(-4)+1|=3}
.
H συνάρτηση προσήμου
s
g
n
:
R
→ → -->
R
{\displaystyle \mathrm {sgn} :\mathbb {R} \to \mathbb {R} }
δεν είναι ένα-προς-ένα, αλλά η συνάρτηση
s
:
{
− − -->
1
,
0
,
1
}
→ → -->
{
− − -->
1
,
0
,
1
}
{\displaystyle s:\{-1,0,1\}\to \{-1,0,1\}}
με
s
(
x
)
=
x
{\displaystyle s(x)=x}
είναι.
Η ταυτοτική συνάρτηση είναι ένα-προς-ένα.
Η γραμμική συνάρτηση
f
:
R
→ → -->
R
{\displaystyle f:\mathbb {R} \to \mathbb {R} }
με
f
(
x
)
=
a
x
+
b
{\displaystyle f(x)=ax+b}
(για κάθε
a
,
b
∈ ∈ -->
R
{\displaystyle a,b\in \mathbb {R} }
και
a
≠ ≠ -->
0
{\displaystyle a\neq 0}
) είναι ένα-προς-ένα.
Ιδιότητες
Κάθε γνησίως μονότονη πραγματική συνάρτηση
f
:
Δ Δ -->
→ → -->
R
{\displaystyle f:\Delta \to \mathbb {R} }
για
Δ Δ -->
⊆ ⊆ -->
R
{\displaystyle \Delta \subseteq \mathbb {R} }
είναι ένα-προς-ένα.
Η σύνθεση δύο ένα-προς-ένα συναρτήσεων
f
:
A
→ → -->
B
{\displaystyle f:A\to B}
και
g
:
B
→ → -->
C
{\displaystyle g:B\to C}
, είναι ένα-προς-ένα.[ 3]
Απόδειξη
Ας θεωρήσουμε
x
,
y
∈ ∈ -->
A
{\displaystyle x,y\in A}
, τέτοια ώστε
g
(
f
(
x
)
)
=
g
(
f
(
y
)
)
{\displaystyle g(f(x))=g(f(y))}
.
Τότε, από την ένα-προς-ένα ιδιότητα της
g
{\displaystyle g}
, έχουμε ότι
g
(
f
(
x
)
)
=
g
(
f
(
y
)
)
⇒ ⇒ -->
f
(
x
)
=
f
(
y
)
{\displaystyle g(f(x))=g(f(y))\Rightarrow f(x)=f(y)}
.
Αντίστοιχα, από την ένα-προς-ένα ιδιότητα της
f
{\displaystyle f}
, έχουμε ότι
f
(
x
)
=
f
(
y
)
⇒ ⇒ -->
x
=
y
{\displaystyle f(x)=f(y)\Rightarrow x=y}
.
Ενώνοντας τις συνεπαγωγές, λαμβάνουμε ότι
∀ ∀ -->
x
,
y
.
g
(
f
(
x
)
)
=
g
(
f
(
y
)
)
⇒ ⇒ -->
x
=
y
{\displaystyle \forall x,y.\ g(f(x))=g(f(y))\Rightarrow x=y}
.
Δείτε επίσης
Παραπομπές