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写像に入る前に、3つ以上の集合たちから和集合・共通集合・直積集合を作ることに関して 簡単に触れました。
○ A1, A2, ……, An の場合:
- A1 ∪ A2 ∪ …… ∪ An = ∪i=1n Ai = ∪ i∈{1,…,n} Ai :={x | ∃i ∈{1,…,n}(x ∈ Ai)}
- A1 ∩ A2 ∩ …… ∩ An = ∩i=1n Ai = ∩ i∈{1,…,n} Ai :={x | ∀i ∈{1,…,n}(x ∈ Ai)}
- A1 × A2 × …… × An = Πi=1n Ai = Π i∈{1,…,n} Ai :={(x1, x2, …, xn) | ∀i ∈{1,…,n}(x1 ∈ Ai)}
○ Λを添え字集合とする集合族 { Aλ| λ∈Λ } の場合:
- ∪ λ∈Λ Aλ :={x | ∃λ∈Λ(x ∈ Aλ)}
- ∩ λ∈Λ Aλ :={x | ∀λ∈Λ(x ∈ Aλ)}
- 直積は時間があれば後日解説(写像の概念が必要になるので)
写像
写像に関する基本的な用語を解説したのち、単射・全射・全単射の概念を説明しました。
定義: f:A → B を写像とする。
- f は単射である ⇔ ∀a, a' ∈ A ( a≠a' ⇒ f(a)≠f(a')) ⇔ ∀a, a' ∈ A ( f(a)=f(a') ⇒ a=a')
- f は全射である ⇔ ∀b ∈ B ( ∃a ∈ A (f(a)=b))
- f は全単射である ⇔ f は全射でありかつ単射である
つぎのことがすぐにわかります:
- f は単射でない ⇔ ∃a, a' ∈ A ( a≠a' ∧ f(a)=f(a'))
- f は全射でない ⇔ ∃b ∈ B ( ¬(∃a ∈ A (f(a)=b))) ⇔ ∃b ∈ B ( ∀a ∈ A (f(a)≠b)))
f:N → N を f(n)=n-5 で定めるとき、 f は単射ではあるが全射ではないことを観察しました。
演習
プリント#3の[1]を解きました。 ただし、(4)が全射かどうかという部分が残っています。 また、以下の写像についての同様の問題を追加しました:
(5) f : [0,∞) → R ; f(x)=√{x}
(6) f : [0,∞) → [0,∞) ; f(x)=√{x}
(7) f : R → Z ; f(x)=[x]=x以下の整数で最大なもの