กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 11 นาที

ภาพ (คณิตศาสตร์)

ใน ทางคณิตศาสตร์ ภาพของ ฟังก์ชัน คือ เซต ของ สมาชิก ทั้งหมด ที่ ทำให้ เป็น สมาชิก ใน โดเมน ของฟังก์ชันนั้น ภาพของฟังก์ชันโดยสมาชิกของ ในโดเมนของ ฟังก์ชัน คือ ผลลัพธ์ที่ สอดคล้อง...

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=1360048754#Inverse_image "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ภาพ (คณิตศาสตร์)

ใน ทางคณิตศาสตร์ ภาพของ ฟังก์ชัน คือ เซต ของ สมาชิก ทั้งหมด ที่ ทำให้ เป็น สมาชิก ใน โดเมน ของฟังก์ชันนั้น ภาพของฟังก์ชันโดยสมาชิกของ ในโดเมนของ ฟังก์ชัน คือ ผลลัพธ์ที่ สอดคล้อง...

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...