Bár mindkét kifejezés leírja, hogyan képezhetők le két halmaz közötti elemek, az egyenlet különböző oldalait célozzák meg. Az egy az egyhez (injektív) függvények a bemenetek egyediségére összpontosítanak, biztosítva, hogy ne legyen két út ugyanarra a célállomásra, míg az onto (szürjektív) függvények biztosítják, hogy minden lehetséges célállomás ténylegesen elérhető legyen.
Kiemelt tartalmak
Az egy az egyhez az egyediséget biztosítja; az egy az egyhez a teljességet.
Az olyan függvényeket, amelyek mind egyértelműek, mind pedig rájuk igazak, bijekciónak nevezzük.
A vízszintes vonalteszt egy pillantással azonosítja az egyes funkciókat.
Az Onto függvények megkövetelik, hogy az értékkészlet és a kodomén azonos legyen.
Mi az a Egy az egyhez (injekciós)?
Egy olyan leképezés, ahol minden egyedi bemenet egy különálló, egyedi kimenetet eredményez.
A halmazelméletben formálisan injektív függvénynek nevezik.
Koordináta síkon ábrázolva megfelel a vízszintes vonal teszten.
A tartományon belül nincs két különböző elem, amelyik ugyanazt a képet mutatná a kodánban.
A tartományban lévő elemek száma nem haladhatja meg a kodonban lévő elemek számát.
Alapvető az inverz függvények létrehozásához, mivel a leképezés kétértelműség nélkül megfordítható.
Mi az a Rá (szürjektív)?
Egy olyan leképezés, ahol a célhalmaz minden elemét legalább egy bemenet lefedi.
Korábban szürjektív függvényként ismert.
A függvény értékkészlete pontosan megegyezik a kodoménjével.
Több bemenet is ugyanarra a kimenetre mutathat, feltéve, hogy semmi sem marad ki.
A domén méretének nagyobbnak vagy egyenlőnek kell lennie a kodomán méretével.
Garantálja, hogy a kimeneti halmaz minden értékéhez tartozik legalább egy „előkép”.
Összehasonlító táblázat
Funkció
Egy az egyhez (injekciós)
Rá (szürjektív)
Hivatalos név
Injekciós
Szürjektív
Alapkövetelmény
Egyedi kimenetek egyedi bemenetekhez
A kitűzött cél teljes lefedettsége
Vízszintes vonal teszt
Át kell haladnia (legfeljebb egyszer metszi)
Legalább egyszer metszeni kell
Kapcsolati fókusz
Kizárólagosság
Befogadás
Méretkorlátozás beállítása
Tartomány ≤ Kodomén
Tartomány ≥ Kodomén
Megosztott kimenetek?
Szigorúan tilos
Engedélyezett és gyakori
Részletes összehasonlítás
Az exkluzivitás fogalma
Egy egyéni függvény olyan, mint egy felsőkategóriás étterem, ahol minden asztal pontosan egy személy számára van fenntartva; soha nem fogunk két különböző csoportot látni ugyanazon a helyen osztozkodni. Matematikailag, ha $f(a) = f(b)$, akkor $a$-nak egyenlőnek kell lennie $b$-vel. Ez az exkluzivitás teszi lehetővé, hogy ezeket a függvényeket 'visszavonjuk' vagy megfordítsuk.
A lefedettség fogalma
Egy onto függvény inkább arra összpontosít, hogy mindent megmozgassunk a kitűzött cél elérésében. Képzeljünk el egy buszt, ahol minden egyes ülésen legalább egy embernek kell ülnie. Nem számít, ha két embernek ugyanazon a padon kell ülnie (sok az egyhez arányban), amíg nincs egyetlen üres ülés sem a buszon.
Vizualizáció térképezési diagramokkal
Egy leképezési diagramban az egy-egyhez kapcsolatot egyetlen nyíl azonosítja, amely egyetlen pontra mutat – két nyíl soha nem konvergál. Egy onto függvényhez a második körben minden pontnak legalább egy, rá mutató nyílnak kell lennie. Egy függvény lehet mindkettő, amit a matematikusok bijekciónak neveznek.
Különbségek ábrázolása
Egy szabványos grafikonon az egy az egyhez állapotot egy vízszintes vonal fel-le csúsztatásával ellenőrizzük; ha az többször is eltalálja a görbét, akkor a függvény nem egy az egyhez állapotú. Az „onto” vizsgálatához meg kell vizsgálni a grafikon függőleges fesztávolságát, hogy megbizonyosodjunk arról, hogy az a teljes kívánt tartományt lefedi hézagok nélkül.
Előnyök és hátrányok
Egy az egyhez
Előnyök
+Lehetővé teszi az inverz függvények használatát
+Nincsenek adatütközések
+Megőrzi a megkülönböztethetőséget
+Könnyebb megfordítani
Tartalom
−Kimenetek kihasználatlanul maradhatnak
−Nagyobb kodománt igényel
−Szigorú beviteli szabályok
−Nehezebb elérni
Ra
Előnyök
+Lefedi a teljes célkitűzést
+Nincs pazarolt kimeneti hely
+Könnyebb kisebb készleteket illeszteni
+Minden erőforrást felhasznál
Tartalom
−Az egyediség elvesztése
−Nem mindig fordítható meg
−Az ütközések gyakoriak
−Nehezebb visszakövetni
Gyakori tévhitek
Mítosz
Minden függvény vagy egy az egyhez, vagy rá-rá kapcsolható.
Valóság
Sok függvény egyik sem. Például az $f(x) = x^2$ (az összes valós számtól az összes valós számig) nem egyértelmű, mert a $2$ és a $-2$ is $4$-t eredményez, és nem is egyértelmű, mert soha nem eredményez negatív számokat.
Mítosz
Az egy az egyhez ugyanazt jelenti, mint egy függvény.
Valóság
Egy függvény csak azt követeli meg, hogy minden bemenetnek egy kimenete legyen. Az egy az egyhez elv egy extra „szigorúsági” réteg, amely megakadályozza, hogy két bemenet megoszthassa ugyanazt a kimenetet.
Mítosz
Csak a képlettől függ.
Valóság
Az 'Onto' függvény nagyban függ attól, hogyan definiáljuk a célhalmazt. Az $f(x) = x^2$ függvény 'on' függvény, ha a célhalmazt 'csupa nemnegatív szám'-ként definiáljuk, de nem működik, ha a cél 'csupa valós szám'.
Mítosz
Ha egy függvény bekapcsolt állapotban van, akkor megfordíthatónak kell lennie.
Valóság
A visszafordíthatósághoz egy az egyhez állapot szükséges. Ha egy függvény állapota pontos, de nem egy az egyhez, akkor lehet, hogy tudjuk, melyik kimenetünk van, de nem tudjuk, hogy a több bemenet közül melyik hozta létre azt.
Gyakran Ismételt Kérdések
Mi egy egyszerű példa az egy az egyhez függvényre?
Az $f(x) = x + 1$ lineáris függvény egy klasszikus példa erre. Minden beírt szám egyedi eredményt ad, amelyet más szám nem tud előállítani. Ha 5-ös kimenetet kapunk, akkor biztosan tudjuk, hogy a bemenet 4 volt.
Mi egy egyszerű példa az onto függvényre?
Tekintsünk egy függvényt, amely egy város minden lakosát az általuk lakott épülethez rendeli hozzá. Ha minden épületben legalább egy személy lakik, akkor a függvény az épületek halmazára „rárendelődik”. Ez azonban nem egy az egyhez, mivel sokan osztoznak ugyanazon az épületen.
Hogyan működik a vízszintes vonal teszt?
Képzelj el egy vízszintes vonalat, amely fel és le mozog a grafikonon. Ha ez a vonal egyszerre két vagy több helyen érinti a függvényt, az azt jelenti, hogy ezek a különböző x értékek egy y értéket osztanak meg, ami bizonyítja, hogy nem egy az egyhez.
Miért fontosak ezek a fogalmak a számítástechnikában?
Létfontosságúak az adattitkosításhoz és a hasheléshez. Egy jó titkosító algoritmusnak egy az egyhez alapúnak kell lennie, hogy az üzenetet eredeti, egyedi formájára lehessen visszafejteni adatvesztés vagy vegyes eredmények nélkül.
Mi történik, ha egy függvény egyszerre egyértelmű és rá is van írva?
Ez egy „bijekció” vagy „egy az egyhez megfeleltetés”. Tökéletes párosítást hoz létre két halmaz között, ahol minden elemnek pontosan egy partnere van a másik oldalon. Ez az aranystandard a végtelen halmazok méretének összehasonlításához.
Lehet egy függvény rá, de nem lehet egy az egyhez?
Igen, gyakran előfordul. Az $f(x) = x^3 - x$ minden valós számra érvényes, mivel a negatív végtelentől a pozitív végtelenig terjed, de nem egyértelmű, mert három különböző pontban metszi az x tengelyt (-1, 0 és 1).
Mi a különbség a tartomány és a kodomán között?
kodigénnyel jelölt értékkészlet az a „cél” halmaz, amelyet a függvény a függvény elején bejelent (mint például az „összes valós szám” esetén). A tartomány az az értékhalmaz, amelyet a függvény ténylegesen elér. Egy függvény csak akkor ért el értéket, ha a tartomány és a kodigénnyel jelölt értékkészlet megegyezik.
Egy az egyhez az $f(x) = ∫sin(x)$?
Nem, a szinuszfüggvény egyáltalán nem egyértelmű, mivel az értékeit $2\pi$ radiánonként ismétli. Például $\sin(0)$, $\sin(\pi)$ és $\sin(2\pi)$ mind 0-val egyenlő.
Ítélet
Használjon egy az egyhez megfeleltetést, ha biztosítania kell, hogy minden eredmény visszakövethető legyen egy adott, egyedi kiindulópontra. Válasszon rá-egyhez megfeleltetést, ha a célja az, hogy a rendszerben minden lehetséges kimeneti érték kihasznált vagy elérhető legyen.