Практическое занятие №4. Отображение и отношение множеств

Пусть X и Y - два множества. Если каждому элементу x множества X поставлен в соответствие некоторый элемент f(x) множества Y, то говорят, что задано отображение f из множества X в множество Y. Обозначение: f: X  Y. При этом, если f(x) = y, то элемент y называется образом элемента x при отображении f, а элемент x называется прообразом элемента y при отображении f ^-1.

Отображение f: X  Y является сюръективным, если каждый элемент yY имеет хотя бы один прообраз. Отображение f: X  Y называется инъективным, если для любого элемента yY существует не более одного прообраза. Если отображение f сюръективно и инъективно одновременно, то оно называется биективным (взаимно однозначным соответствием).

 Пусть f: X  Y и g: Y Z - два отображения. Зададим правило h, применение которого к элементу x из X состоит в том, что мы применяем к x правило f, затем к результату f(x) применяем второе правило g, получая в итоге g(f(x)). То есть h(x) = g(f(x)). Полученное отображение h: X  Z называют композицией отображений g и f и обозначают h = g ° f. Тогда g ° f(x) = g(f(x)).

Декартово произведение двух множеств А и В - множество упорядоченных пар <a, b> таких, что aÎA и bÎB. Мощность декартова произведения равна произведению мощностей исходных множеств.

Бинарное отношение множеств А и В - подмножество декартового произведения А на В. Область определения отношения (левая область отношения) - множество всех первых элементов пар отношения. Область значений отношения (правая область отношения) - множество всех вторых элементов пар отношения.

Отношение эквивалентности - отношение, являющееся одновременно рефлексивным, симметричным и транзитивным. Рефлексивное отношение на множестве А - отношение, которое справедливо для каждого элемента множества А как отношение этого элемента к самому себе. Например =, ³ - рефлексивные, ¹, > - нерефлексивные.

Симметричное отношение - отношение, результат которого не меняется при перестановке операндов. Транзитивное отношение на множестве А - такое отношение, из справедливости которого для первого и второго операнда и справедливости для второго и третьего операнда следует справедливость этого отношения для первого и третьего операндов, при условии, что все операнды являются любыми элементами множества А.

Класс эквивалентности R - набор элементов множества, для которых эквивалентное отношение R будет давать одинаковый результат.

Примеры выполнения заданий

2. Выясните, к какому типу относится заданное отображение f:

A = {a, b, c}; B = {2, 4, 6, 8}; f: a 2; b 4; b 6; c 8;

Решение: находим образы: y = f(x)

f(a) = 2; f(b) = {4, 6}; f(c) =8

Находим прообразы: x = f^--1(y)

f^-1(2) = a; f^-1(4) = b; f^-1(6) = b; f^-1(8) = c;

Все элементы из В имеют прообразы, значит f – сюрьективно.

Т.к элементы 4 и 6 имеют равные прообразы, то f – неинъективно

Следовательно, заданное отображение не является биективным.

3. Пусть f: {1,2,3,5}  {0,1,2}, g: {0,1,2}  {3,7,9,13}, h: {3,7,9,13}  {1,2,3,5} – отображения, показанные на рисунке:

Нарисуйте композиции отображений:

а) gf; б) hg; в) hf g;

Решение:

4.Установите биективное отображение между множеством A={1, 6, 11, 16, 21, ...} и натуральным рядом чисел.

Решение: поставим в соответствие элементу натурального ряда "n" n↔1+5(n-1), т.е. a_n=1+5(n-1) A