У математици, за функцијуf из скупаX у скуп Y се каже да је бијективна ако за свако y из Y постоји тачно једноx из X, такво да је f(x) = y.
Другим речима, f је бијекција ако је уједно и 1-1 (инјекција) и на (сурјекција) између ова два скупа.
На пример, бијективна је функција „насл“, дефинисана на скупу целих бројеваZ → Z, тако да сваки цео број x пресликава у цео број насл(x) = x + 1. Други пример може бити функција „збиразл“, која сваки пар реалних бројева (x,y) пресликава у пар збиразл(x,y) = (x + y, x − y).
Бијективна функција, или бијекција се такође назива и пермутацијом. Овај назив се углавном користи када је X = Y. Скуп свих бијекција из X у Y се означава као XY.
Бијективне функције играју важну улогу у многим областима математике, на пример у дефиницији изоморфизма.
Композиција и инверзија
Функција f је бијекција акко је њена инверзна функцијаf −1 функција (а не тек уопштена функција). У том случају, f −1 је такође бијекција.
Композицијаg o f две бијекције fXY и gYZ је бијекција. Инверз g o f је (g o f)−1 = (f −1) o (g−1).
Са друге стране, ако је композиција g o f две функције бијекција, можемо у општем случају рећи само да је f инјекција, а g сурјекција.
Релација f из X у Y је бијекција ако и само ако постоји друга релација g из Y у X, таква да је g o f идентитет на X, а f o g је идентитет на Y. Таква два скупа X и Y имају исту кардиналност.
Бијекције и кардиналност
Ако су X и Yконачни скупови, тада постоји бијекције између скупова X и YаккоX и Y имају исти број елемената. У ствари, у аксиоматској теорији скупова, ово се и узима као дефиниција „истог броја елемената“, и генерализација ове дефиниције за бесконачне скупове доводи до концепта кардиналних бројева, који су начин да се разликују величине бесконачних скупова.
Примери и контрапримери
За сваки скуп X, идентична функција idX из X у X, дефинисана као idX(x) = x, је бијекција.
Функција f из скупа реалних бројева R у R дефинисана као f(x) = 2x + 1 је бијекција, јер за свако y постоји јединствено x = (y − 1)/2 такво да f(x) = y.
Експоненцијална функцијаg : RR, са g(x) = ex, није бијекција: на пример, не постоји x из R, таво да g(x) = −1, што показује да g није сурјекција. Међутим, ако се кодомен промени у позитивне реалне бројеве R>0 =]0,+∞), тада g постаје бијекција; њен инверз је природни логаритам, ln.
Функција h : R [0,+∞) дефинисана као h(x) = x² није бијекција: на пример, h(−1) = h(+1) = 1, што показује да h није инјекција. Међутим, ако се њен домен промени у [0,+∞), тада h постаје бијекција; њен инверз постаје функција позитивног квадратног корена.
није бијекција, јер −1, 0, и +1 који су сви у домену пресликава у 0.
није бијекција, јер и π/3 и 2π/3 који су у домену пресликава у (√3)/2.
Својства
Функција f из R у R је бијекција ако и само ако било која хоризонтална линија пресеца њен граф у тачно једној тачки.
Ако је X скуп, онда бијективне функције скупа X на самог себе, заједно са операцијом композиције функција, граде групу, симетричну групу скупа X, која се означава S(X), SX, или X! (последње се чита "Xфакторијел"). Доказује се да је свака група G изоморфна некој подгрупи симетричне групе S(G).
Ако је f бијекција, тада за сваки подскуп A домена и сваки подскуп B кодомена вреди f(A)| = |A| и f−1(B)| = |B|.
Ако су X и Y коначни скупови исте кардиналности, и f: X → Y, тада су следећи искази еквивалентни: