在数学中,特别是在函数论中,单射、双射和满射是描述函数性质的三个重要概念:
1.单射(Injective):
单射也称为一一对应,指的是一个函数中的不同输入值在输出中也有不同的对应值。换句话说,如果函数f从集合A映射到集合B,那么对于A中的任意两个不同的元素x和y,如果f(x)=f(y),那么x必须等于y。数学上,如果对于所有的x1,x2属于A,当x1≠x2时,有f(x1)≠f(x2),那么函数f是单射的。
例子:考虑函数f(x)=2x,定义在实数集R上。对于任意的x1≠x2,f(x1)=2x1≠2x2=f(x2),因此f是单射的。
2.双射(Bijective):
双射是单射和满射的结合,意味着一个函数既是单射也是满射。也就是说,这个函数不仅每个输入有唯一的输出,而且每个输出都有唯一的输入。如果一个函数f从集合A映射到集合B,并且对于A中的任意元素x,都有唯一的y属于B使得f(x)=y,那么f是双射的。
例子:考虑函数f(x)=x2,定义在非负实数集[0,∞)上。这个函数是双射的,因为它既是单射(不同的输入值得到不同的输出值)也是满射(每个非负实数都可以找到一个非负实数x使得f(x)=y)。
3.满射(Surjective):
满射也称为到射,指的是函数的每一个输出值至少有一个输入值与之对应。换句话说,如果函数f从集合A映射到集合B,那么对于B中的任意元素y,至少存在一个x属于A使得f(x)=y。
例子:考虑函数f(x)=x+1,定义在实数集R上。对于任意的实数y,总存在一个实数x=y1使得f(x)=y,因此f是满射的。
总结一下:
单射:每个输入对应唯一的输出。
双射:既是单射也是满射,每个输入对应唯一的输出,每个输出也有唯一的输入。
满射:每个输出至少有一个输入对应。