กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 11 นาที

ภาพ (คณิตศาสตร์)

ในทางคณิตศาสตร์ภาพของฟังก์ชันคือเซตของสมาชิก ทั้งหมด ที่ทำให้เป็นสมาชิกในโดเมน ของฟังก์ชันนั้น ภาพของฟังก์ชันโดยสมาชิกของ

ภาพ (คณิตศาสตร์)

สำหรับฟังก์ชันที่เชื่อมโยงบุคคลกับอาหารโปรดของพวกเขา ภาพของกาเบรียลาคือแอปเปิล ภาพต้นแบบของแอปเปิลคือเซต {กาเบรียลา, มารยัม} ภาพต้นแบบของปลาคือเซตว่าง ภาพของเซตย่อย {ริชาร์ด, มารยัม} คือ {ข้าว, แอปเปิล} ภาพต้นแบบของ {ข้าว, แอปเปิล} คือ {กาเบรียลา, ริชาร์ด, มารยัม}

ในทางคณิตศาสตร์ภาพของฟังก์ชันคือเซตของสมาชิก ทั้งหมด ที่ทำให้เป็นสมาชิกในโดเมน ของฟังก์ชันนั้น ภาพของฟังก์ชันโดยสมาชิกของ ในโดเมนของฟังก์ชันคือผลลัพธ์ที่สอดคล้องกับอินพุตภาพของฟังก์ชันโดยเซตย่อยของโดเมนของฟังก์ชันคือเซตของสมาชิกทั้งหมดที่ทำให้อยู่ในในเซตย่อยนั้นนั่นคือเซตของภาพของสมาชิกของหรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือภาพของการ จำกัดฟังก์ชันบนเซตย่อยนั้น

ภาพต้นแบบหรือภาพผกผันนั้นถูกนิยามในลักษณะเดียวกัน โดยการสลับบทบาทของโดเมนและโคโดเมน :

ภาพผกผันของสมาชิกในโคโดเมนของคือเซตของสมาชิกทั้งหมดในโดเมนของซึ่งสอดคล้องกับเงื่อนไขโดยจะเป็นเซตว่างหากสมาชิกนั้นไม่ได้อยู่ในภาพของ ภาพผกผันของเซตย่อยในโคโดเมนของคือเซตของสมาชิกทั้งหมดในโดเมนของซึ่งสอดคล้องกับเงื่อนไขภาพ ผกผัน ของโคโดเมนของคือตามนิยามของฟังก์ชัน ก็คือโดเมนของ

ภาพและภาพผกผันอาจนิยามได้ในทำนองเดียวกันสำหรับความสัมพันธ์ทวิภาค ทั่วไป ในการสรุปทั่วไปนี้ ภาพและภาพต้นแบบมีบทบาทสมมาตร กล่าวคือ ภาพและภาพต้นแบบของความสัมพันธ์หนึ่งจะเป็นภาพต้นแบบและภาพของความสัมพันธ์ตรงข้าม ตามลำดับ

คำนิยาม

เป็นฟังก์ชันจากโดเมนไปยังโคโดเมนภาพขององค์ประกอบคือ องค์ประกอบภาพก่อนหน้าขององค์ประกอบคือเซต { } ภาพก่อนหน้าขององค์ประกอบคือ
เป็นฟังก์ชันจากโดเมนไปยังโคโดเมนภาพขององค์ประกอบทั้งหมดในเซตย่อยคือเซตย่อยภาพผกผันของคือเซตย่อย
เป็นฟังก์ชันจากโดเมนไปยังโคโดเมนวงรีสีเหลืองด้านในคือภาพของ ภาพต้นฉบับของคือโดเมนทั้งหมด

คำว่า "ภาพ" ถูกใช้ในสามลักษณะที่เกี่ยวข้องกัน ในคำจำกัดความเหล่านี้หมายถึงฟังก์ชันจากเซตหนึ่งไปยังอีกเซตหนึ่ง

ภาพขององค์ประกอบ

ถ้าเป็นสมาชิกของแล้วภาพของภายใต้ซึ่งแสดงด้วยคือค่าของเมื่อนำไปใช้กับหรือเรียกอีกอย่างว่าผลลัพธ์ของสำหรับอาร์กิวเมนต์

กำหนดให้ฟังก์ชันจะรับค่าหรือรับค่าเป็นค่าถ้ามีค่าบางค่าในโดเมนของฟังก์ชันที่ทำให้ ในทำนองเดียวกัน กำหนดให้เซตจะรับค่า ในถ้ามีค่าบางค่าในโดเมนของฟังก์ชันที่ทำให้อย่างไรก็ตามฟังก์ชันรับค่า [ทั้งหมด] ในและมีค่า ในหมายความว่าสำหรับทุกจุดในโดเมนของ

ภาพของเซตย่อย

ตลอดทั้งบทความนี้ ให้ เป็นฟังก์ชันภาพภายใต้เซตย่อยของคือเซตของทั้งหมดสำหรับโดยใช้สัญลักษณ์หรือเมื่อไม่มีความเสี่ยงที่จะเกิดความสับสน โดยใช้สัญลักษณ์การสร้างเซตคำจำกัดความนี้สามารถเขียนได้ดังนี้[ 1 ] [ 2 ]

สิ่งนี้ทำให้เกิดฟังก์ชันโดยที่หมายถึงเซตกำลังของเซตนั่นคือเซตของเซตย่อย ทั้งหมด ของดู รายละเอียด เพิ่มเติมได้ ในหัวข้อ § สัญลักษณ์ ด้านล่าง

ภาพของฟังก์ชัน

ภาพของฟังก์ชันคือภาพของโดเมน ทั้งหมดของ ฟังก์ชันหรือเรียกอีกอย่างว่าเรนจ์ของฟังก์ชัน[ 3 ]ควรหลีกเลี่ยงการใช้คำนี้เพราะคำว่า "เรนจ์" มักใช้ในความหมายเดียวกับโคโดเมนของฟังก์ชัน ด้วย

การสรุปทั่วไปเกี่ยวกับความสัมพันธ์แบบไบนารี

ถ้าเป็นความสัมพันธ์ทวิภาค ใดๆ บนแล้วเซตเรียกว่า ภาพ หรือ เรนจ์ ของและในทางกลับกัน เซตเรียกว่า โดเมนของ

ภาพกลับด้าน

ให้เป็นฟังก์ชันจากไปภาพผกผันหรือภาพต้นฉบับของเซตภายใต้ซึ่งแทนด้วยคือเซตย่อยของที่กำหนดโดย

สัญลักษณ์อื่นๆ ได้แก่และ[ 4 ] ภาพผกผันของเซตเดี่ยวซึ่งแสดงด้วยหรือ ด้วยเรียกว่าไฟเบอร์ (หรือไฟเบอร์) เหนือหรือเซตระดับของเซตของไฟเบอร์ทั้งหมดเหนือองค์ประกอบของคือตระกูลของเซตที่มีดัชนีโดย

ตัวอย่างเช่น สำหรับฟังก์ชันภาพผกผันของจะเป็นอีกครั้ง หากไม่มีความเสี่ยงต่อความสับสนสามารถเขียนแทนด้วยและยังสามารถคิดได้ว่าเป็นฟังก์ชันจากเซตกำลังของไปยังเซตกำลังของสัญลักษณ์นี้ไม่ควรสับสนกับสัญลักษณ์สำหรับฟังก์ชันผกผันแม้ว่ามันจะตรงกับสัญลักษณ์ปกติสำหรับฟังก์ชันหนึ่งต่อหนึ่งทั่วถึง (bijection) ในแง่ที่ว่าภาพผกผันของภายใต้คือภาพของภายใต้

สัญลักษณ์สำหรับภาพและภาพผกผัน

สัญกรณ์แบบดั้งเดิมที่ใช้ในส่วนก่อนหน้านี้ไม่ได้แยกความแตกต่างระหว่างฟังก์ชันดั้งเดิมกับฟังก์ชันภาพของเซตในทำนองเดียวกันก็ไม่ได้แยกความแตกต่างระหว่างฟังก์ชันผกผัน (สมมติว่ามีอยู่) กับฟังก์ชันภาพผกผัน (ซึ่งเชื่อมโยงเซตกำลังอีกครั้ง) เมื่อพิจารณาบริบทที่เหมาะสม สัญกรณ์นี้จะเบาและโดยปกติจะไม่ทำให้เกิดความสับสน แต่ถ้าจำเป็น ทางเลือกอื่น[ 5 ]คือการกำหนดชื่อที่ชัดเจนสำหรับภาพและภาพก่อนหน้าเป็นฟังก์ชันระหว่างเซตกำลัง:

สัญกรณ์ลูกศร

  • กับ
  • กับ

สัญกรณ์ดาว

  • แทนที่จะ
  • แทนที่จะ

คำศัพท์อื่นๆ

  • สัญกรณ์ทางเลือกที่ใช้ในตรรกศาสตร์คณิตศาสตร์และทฤษฎีเซตคือ[ 6 ] [ 7 ]
  • ข้อความบางส่วนอ้างถึงภาพของช่วงของ[ 8 ]แต่ควรหลีกเลี่ยงการใช้คำนี้เพราะคำว่า "ช่วง" มักใช้เพื่อหมายถึงโคโดเมนของ

ตัวอย่าง

  1. กำหนดโดย
    ภาพของเซตภายใต้คือภาพของฟังก์ชันคือภาพผกผันของคือภาพผกผันของก็คือภาพผกผันของภายใต้คือเซตว่าง
  2. กำหนดโดย
    ภาพของเซตภายใต้คือและภาพของ เซตภายใต้ คือ(เซตของจำนวนจริงบวก ทั้งหมด และศูนย์) ภาพผกผันของเซตภายใต้คือภาพผกผัน ของเซต ภายใต้คือเซตว่าง เพราะจำนวนลบไม่มีรากที่สองในเซตของจำนวนจริง
  3. กำหนดโดย
    เส้นใยคือวงกลมศูนย์กลางร่วมกันรอบจุดกำเนิดจุดกำเนิดเอง และเซตว่าง (ตามลำดับ) ขึ้นอยู่กับว่า(ตามลำดับ) หรือไม่ (ถ้าเป็นเช่นนั้นเส้นใยคือเซตของทั้งหมดที่สอดคล้องกับสมการนั่นคือ วงกลมที่มีจุดกำเนิดเป็นศูนย์กลางและรัศมี)
  4. ถ้าเป็นแมนิโฟลด์และคือการฉายภาพ เชิงแคนอนิก จากบันเดิลสัมผัสไปยังแล้วไฟเบอร์ของ ก็คือปริภูมิสัมผัสนี่ก็เป็นตัวอย่างของบันเดิลไฟเบอร์เช่น กัน
  5. กลุ่มผลหารคือภาพ โฮโมมอร์ ฟิก

คุณสมบัติ

ตัวอย่างค้านที่อิงตามจำนวนจริง ที่กำหนดโดยแสดงให้เห็นว่าความเท่าเทียมกันโดยทั่วไปไม่จำเป็นต้องเป็นจริงสำหรับกฎบางข้อ:
ภาพแสดงเซตที่ไม่เท่ากัน: เซตและแสดงด้วยสีน้ำเงินทันทีด้านล่างแกน x ในขณะที่จุดตัดของเซตทั้งสองแสดงด้วยสีเขียว

ทั่วไป

สำหรับทุกฟังก์ชันและเซตย่อยทั้งหมดคุณสมบัติต่อไปนี้เป็นจริง:

ภาพ ภาพก่อนหน้า
(เท่ากันหาก เป็นฟังก์ชัน ทั่วถึง เช่น) [ 9 ] [ 10 ](เท่ากันถ้าเป็นฟังก์ชันหนึ่งต่อหนึ่ง) [ 9 ] [ 10 ]
[ 9 ]
[ 11 ][ 11 ]
[ 11 ][ 11 ]

อีกด้วย:

ฟังก์ชันหลากหลาย

สำหรับฟังก์ชันและเซตย่อยจะมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

กลุ่มย่อยหลายกลุ่มของโดเมนหรือโคโดเมน

สำหรับฟังก์ชันและเซตย่อยคุณสมบัติต่อไปนี้เป็นจริง :

ภาพ ภาพก่อนหน้า
[ 11 ] [ 12 ]
[ 11 ] [ 12 ] (เท่ากันถ้าเป็นฟังก์ชันหนึ่งต่อหนึ่ง [ 13 ] )
[ 11 ] (เท่ากันถ้าเป็นฟังก์ชันหนึ่งต่อหนึ่ง [ 13 ] ) [ 11 ]
(เท่ากันถ้าเป็นฟังก์ชันหนึ่งต่อหนึ่ง)

ผลลัพธ์ที่เชื่อมโยงภาพและภาพต้นแบบกับพีชคณิต ( บูลีน ) ของการตัดกันและการรวมกันนั้นใช้ได้กับกลุ่มของเซตย่อยใดๆ ก็ได้ ไม่ใช่แค่คู่ของเซตย่อยเท่านั้น:

(ในที่นี้อาจเป็นอนันต์ หรือแม้กระทั่งอนันต์นับไม่ถ้วน ก็ได้ )

เมื่อพิจารณาถึงพีชคณิตของเซตย่อยที่อธิบายไว้ข้างต้น ฟังก์ชันภาพผกผันเป็นโฮโมมอร์ฟิซึมของแลตทิซในขณะที่ฟังก์ชันภาพเป็นเพียง โฮโมมอร์ฟิซึม ของเซมิแลตทิซ (กล่าวคือ ไม่รักษาจุดตัดเสมอไป)

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุ

  1. ^ "5.4: ฟังก์ชันออนโทและภาพ/ภาพก่อนหน้าของเซต" . Mathematics LibreTexts . 5 พฤศจิกายน 2019 . สืบค้นเมื่อ28 สิงหาคม 2020 .
  2. ^ Paul R. Halmos (1968). ทฤษฎีเซตแบบง่าย . Princeton: Nostrand.ที่นี่: มาตรา 8
  3. ^ Weisstein, Eric W. "Image" . mathworld.wolfram.com . สืบค้นเมื่อ2020-08-28 .
  4. ^ Dolecki & Mynard 2016 , หน้า 4–5.
  5. ^บลายธ์ 2005 , หน้า 5.
  6. ^ Jean E. Rubin (1967). ทฤษฎีเซตสำหรับนักคณิตศาสตร์ . Holden-Day. หน้า xix. ASIN B0006BQH7S . 
  7. ^ M. Randall Holmes:ความไม่สม่ำเสมอขององค์ประกอบดั้งเดิมในแบบจำลองปกติของ NFU , 29 ธันวาคม 2005, ใน: Semantic Scholar, หน้า 2
  8. ^ Hoffman, Kenneth (1971). พีชคณิตเชิงเส้น (ฉบับที่ 2). Prentice-Hall. หน้า 388.
  9. a b cดูHalmos 1960 , หน้า. 31
  10. ^ a bดูMunkres 2000หน้า 19
  11. ^ a b c d e f g hดูหน้า 388 ของ Lee, John M. (2010). Introduction to Topological Manifolds, 2nd Ed.
  12. ^ a b Kelley 1985 , หน้า  85
  13. ^ a bดูMunkres 2000หน้า 21
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Image_(mathematics)&oldid=1359990266 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ภาพ (คณิตศาสตร์)

ในทางคณิตศาสตร์ภาพของฟังก์ชันคือเซตของสมาชิก ทั้งหมด ที่ทำให้เป็นสมาชิกในโดเมน ของฟังก์ชันนั้น ภาพของฟังก์ชันโดยสมาชิกของ

คำนิยาม

คำว่า "ภาพ" ถูกใช้ในสามลักษณะที่เกี่ยวข้องกัน ในคำจำกัดความเหล่านี้หมายถึง ฟังก์ชัน จาก เซตหนึ่ง ไปยังอีกเซตหนึ่ง เอฟ : X → วาย {\displaystyle f:X\to Y} X {\displaystyle X} วาย {\displaystyle Y}

ภาพขององค์ประกอบ

ถ้าเป็นสมาชิกของแล้วภาพของภายใต้ซึ่งแสดงด้วยคือ ค่า ของเมื่อนำไปใช้กับหรือเรียกอีกอย่างว่าผลลัพธ์ของสำหรับอาร์กิวเมนต์ x {\displaystyle x} X {\displaystyle X} x {\displaystyle x} เอฟ {\displaystyle f} เอฟ ( x ) {\displaystyle f(x)} เอฟ {\displaystyle f} x...

ภาพของเซตย่อย

ตลอดทั้งบทความนี้ ให้ เป็นฟังก์ชัน เอฟ : X → วาย {\displaystyle f:X\to Y} ภาพ ภายใต้เซตย่อยของคือเซตของทั้งหมดสำหรับโดยใช้สัญลักษณ์หรือเมื่อไม่มีความเสี่ยงที่จะเกิดความสับสน โดยใช้ สัญลักษณ์การสร้างเซต คำจำกัดความนี้สามารถเขียนได้ดังนี้ [ 1 ] [ 2 ] เอฟ...