2.2 函数

定义

\(A\)\(B\) 为非空集合。从 \(A\)\(B\) 的函数 \(f\) 是对元素的一种指派,对 \(A\) 的每个元素恰好指派 \(B\) 的一个元素。如果 \(B\) 中元素 \(b\) 是唯一由函数 \(f\) 指派给 \(A\) 中元素 \(a\) 的,则写成 \(f(a) = b\)。如果 \(f\) 是从 \(A\)\(B\) 的函数,就写成 \(f: A \rightarrow B\)

  • \(A\)定义域(domain)\(B\)陪域(codomain)
  • 如果 \(f(a) = b\),则:
    • \(b\)\(a\)像(image)
    • \(a\)\(b\)原像(preimage)
  • 函数 \(f\)值域(range):集合 \(A\) 中所有元素的像的集合。
  • \(f\)\(A\) 映射(map)\(B\)

codomain Vs. range

注意从 \(A\)\(B\) 的函数的 陪域 是这类函数所有可能的值的集合(即 \(B\) 的所有元素),而 值域 则是对所有 \(a \in A\)\(f(a)\) 值的集合,并且总是陪域的子集。

也就是说,陪域是函数的可能值的集合,而值域是所有那些能作为定义域中至少一个元素的 \(f\) 函数值的陪域中元素的集合。

\(f\) 为从 \(A\)\(B\) 的函数,\(S\)\(A\) 的一个子集。\(S\) 在函数 \(f\) 下的像是由 \(S\) 中元素的像组成的 \(B\) 的子集。我们用 \(f(S)\) 表示 \(S\) 的像,于是

\[ f(S) = \{ t \mid \exists s \in S (t = f(s)) \} \]

我们也用简写 \(\{ f(s) \mid s \in S \}\) 来表示这个集合。


一对一/单射函数(one-to-one/injective function):当且仅当\(a_1,a_2 \in A\)\(a_1 \not = a_2\)时,\(f(a_1) \not = f(a_2)\)\(f(a_1)=f(a_2)\)时,\(a_1=a_2\)

(严格)递增/减函数:(strictly) increasing/decreasing function

映上/满射函数(onto/surjective function):当且仅当每个 \(b \in B\) 有元素 \(a \in A\) 使得 \(f(a)=b\)

一一对应/双射函数(one-toone correspondence/bijective function):既是一对一的又是映上的

逆函数(inverse function):\(f\) 是一一对应的。 - 可逆(invertible)函数:一一对应 - 不可逆(non-invertible)函数:不是一一对应

函数组合(function composition):\((f \circ g)(a) = f(g(a))\)

函数图(graphs of functions)

上下取整函数(floor/ceilling function)