background image

UKSW                                                                                                ALGEBRA  LINIOWA 
Matematyka, Informatyka i ekonometria                                                Kazimierz Jezuita 
 

 

ZADANIA  -   Seria 1,    Dowody, relacje, funkcje 

  1.  Wykazać, że   

             a)     













1

1

1

k

n

k

n

k

n

          b)          





n

k

k

n

k

n

b

a

k

n

b

a

0

)

(

 

 przeprowadzając odpowiednio:  a) – dowód bezpośredni, b) – dowód indukcyjny. 

  2. Wykazać, że każda liczba całkowita 

1

n

 może być przedstawiona jako iloczyn liczb pierwszych. 

  3.  Wykazać, że istnieje nieskończenie wiele liczb pierwszych. 

  4.  Wiedząc, że rozkład liczb całkowitych 

1

n

, na czynniki pierwsze jest jednoznaczny,  

        udowodnić, że 

2

 jest liczbą niewymierną. 

  5.  Sprawdzić, które z poniższych relacji w zbiorze 

S

, określone przez podzbiór 

R

 iloczynu   

       kartezjańskiego 

S

S

, są: zwrotne, symetryczne, antysymetryczne, przechodnie. Które z nich            

       wprowadzają w zbiorze 

S

całkowity ( liniowy ) lub częściowy porządek? Które z nich są  

relacjami równoważności?  

            a)  

}

,

,

,

{

d

c

b

a

S

    ,   

}

)

,

(

),

,

(

),

,

(

),

,

(

),

,

(

),

,

(

),

,

(

),

,

(

{

d

a

d

b

b

a

c

a

d

d

d

c

b

b

a

a

R

 

            b)  

Z

S

     ,   

}

:

)

,

(

{

b

a

b

a

R

 

            c)  

Z

S

     ,   

}

,

7

:

)

,

(

{

Z

k

k

b

a

b

a

R

 

            d)  

}

:

{

Z

Z

f

funkcje

wszystkie

S

,  

}

)

0

(

)

0

(

lub

)

1

(

)

1

(

:

)

,

(

{

g

f

g

f

g

f

R

 

  6.  Czy zbiór:  a)  

}

30

,

15

,

6

,

5

,

3

,

2

,

1

{

S

- dzielniki 30,   b) 

}

25

,

5

,

1

{

S

 - dzielniki  25 , 

       jest częściowo lub też całkowicie uporządkowany ze względu na relację:  

b

~

 jeśli 

a

 jest 

dzielnikiem 

b

  7.  W zbiorze 

2

R

S

 określona jest relacja:  

)

,

(

~

)

,

(

2

2

1

1

y

x

y

x

  jeśli  

)

(

2

2

1

2

1

x

x

y

y

a)  wykazać, że jest to relacja równoważności, 
b)  przedstawić opis geometryczny klas równoważności, 
c)  określić ( geometrycznie ) zbiór reprezentantów wszystkich klas równoważności.  

  8.  Zbiór 

}

0

0

:

)

,

(

{

2

b

i

a

R

b

a

S

 można przedstawić jako sumę rozłącznych   

       podzbiorów    

R

c

c

A

S

  ,   

}

:

)

,

(

{

c

xy

S

y

x

A

c

 . Określić relację równoważności tak,    

      aby jej klasy równoważności pokrywały się ze zbiorami 

c

A

  9.  Dobrać tak dziedzinę 

X

 i przeciwdziedzinę 

Y

funkcji

f

:     

Y

x

x

f

x

X

cos

)

(

 , aby  

       funkcja ta posiadała następujące właściwości: 

                 a)    f jest injekcją  ,        b)  f jest surjekcją   ,        c)   f jest bijekcją             

        Podać, w każdym przypadku, w ilu punktach prosta pozioma  

}

:

)

,

{(

0

0

X

x

Y

X

y

x

L

y

,   

        przecina wykres funkcji 

f

, dla danego 

Y

y

0

10.  Niech  

}

6

,

5

,

4

,

3

,

2

,

1

{

X

 , 

}

5

,

3

,

1

{

Y

. Funkcja

Y

X

f

:

 określona jest następująco: 

              

ych

nieparzyst

x

dla

x

x

f

)

(

    ,   

parzystych

x

dla

x

x

f

1

)

(

 

       Podać przykład funkcji  

X

Y

h

:

  takiej, że  

y

y

h

f

)

)(

( 

  dla każdego 

Y

y

 . 

11.   Funkcja  

Z

Z

:

  określona jest następująco:  

1

)

(

n

n

f

.  Podać przykład funkcji     

           

Z

Z

:

  takiej, że  

n

n

f

h

)

)(

( 

  dla każdego 

Z

n

 . 

 

background image

UKSW                                                                                                ALGEBRA  LINIOWA 
Matematyka, Informatyka i ekonometria                                                Kazimierz Jezuita 
 

 

ZADANIA  -   Seria 1 – uwagi, szkice rozwiązań 

1. a)     Dowód wprost. 

Równość   













1

1

1

k

n

k

n

k

n

   stanowi kluczową właściwość współczynników dwumianu  

Newtona. Służy ona do konstrukcji trójkąta Pascala, 

 

          1           

        1    1         

      1    2    1       

    1    3    3    1     

  1    4    6    4    1   

.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 

 

którego kolejne wiersze ( n = 0, 1, 2, ... , n ) zawierają współczynniki dwumianu Newtona 

                   

n

n

n

n

k

k

k

n

n

b

a

n

n

b

a

n

b

a

n

b

a

k

n

b

a

0

1

1

0

0

...

1

0

)

(

















 

1

)

(

0

b

a

 

b

a

b

a

1

)

(

 

2

2

2

2

)

(

b

ab

a

b

a

 

3

2

2

3

3

3

3

)

(

b

ab

b

a

a

b

a

 

4

3

2

2

3

4

4

4

6

4

)

(

b

ab

b

a

b

a

a

b

a

 

Korzystając z definicji symbolu Newtona  

                         

!

)!

(

!

k

k

n

n

k

n





          ,     gdzie     

n

n

n

)

1

(

...

2

1

!

       

pokazujemy, że lewa strona równania równa jest prawej: 

 

   

P

k

n

k

k

n

n

k

k

n

n

k

k

n

k

k

n

n

k

k

n

n

k

k

n

n

k

n

k

n

L













1

1

)

1

)(

(

1

!

)!

1

(

!

1

1

1

!

)!

1

(

!

)!

1

(

)!

1

(

!

!

)!

(

!

1

 

                                                                                                                                    

                                   

 

background image

UKSW                                                                                                ALGEBRA  LINIOWA 
Matematyka, Informatyka i ekonometria                                                Kazimierz Jezuita 
 

 

 

ZADANIA  -   Seria 1 – uwagi, szkice rozwiązań  c.d. 

 

1.  b)    Dowód przez indukcję. 

Korzystamy z pierwszej zasady indukcji matematycznej: 

Niech 

m

 będzie liczbą całkowitą oraz niech 

)

(n

p

będzie ciągiem zdań zdefiniowanych na 

zbiorze 

m

n

Z

n

:

. Jeśli 

zdanie 

)

(m

p

 jest prawdziwe oraz 

dla 

m

k

 zdanie 

)

1

(

k

p

jest prawdziwe, jeśli zdanie 

)

(k

p

jest prawdziwe, 

to zdanie 

)

(n

p

jest prawdziwe dla każdego 

m

n

Warunek początkowy. Sprawdzamy, że wzór  





n

k

k

n

k

n

b

a

k

n

b

a

0

)

(

  jest prawdziwy dla 

0

n

    

1

)

(

0

b

a

L

  ,        

1

0

0

0

0

0

0

0









b

a

b

a

k

P

k

k

k

  ,          bo  

1





n

n

 dla  

0

n

 

Krok indukcyjny. Wykazujemy, że powyższy wzór jest prawdziwy dla 

1

m

n

, jeśli tylko 

jest on prawdziwy dla 

m

n

  i  

0

m





















1

0

1

0

0

0

0

1

)

(

)

)(

(

)

(

k

k

m

m

k

k

k

m

m

k

k

k

m

m

k

k

k

m

m

k

k

k

m

m

k

m

m

b

a

k

m

b

a

k

m

b

a

k

m

b

b

a

k

m

a

b

a

k

m

b

a

b

a

b

a

b

a

L

 
Zmieniamy indeks sumacyjny w drugiej sumie z 

k

 na 

l

 przyjmując  

1

l

k

  (  

1

k

l

 ). 

Jeśli  

m

k

0

    to   

1

1

m

l

Natomiast w pierwszej sumie zmieniamy oznaczenie kładąc 

.

l

k

 

       









l

k

m

m

l

l

l

m

m

l

b

a

l

m

b

a

l

m

1

1

1

1

0

1

 

Wyłączamy z pierwszej sumy pierwszy wyraz a z drugiej ostatni 

       

















 

















1

0

1

1

0

1

1

0

1

1

1

1

0

1

1

1

1

0

1

1

0

m

l

l

m

m

l

m

m

l

l

m

m

l

l

l

m

m

l

m

b

a

m

m

b

a

l

m

l

m

b

a

m

b

a

m

m

b

a

l

m

b

a

l

m

b

a

m

 

Korzystamy ze wzoru z zadania 1a)       





 









l

m

l

m

l

m

1

1

 

     

background image

UKSW                                                                                                ALGEBRA  LINIOWA 
Matematyka, Informatyka i ekonometria                                                Kazimierz Jezuita 
 

 

 

ZADANIA  -   Seria 1 – uwagi, szkice rozwiązań  c.d. 

 

   









 





 

1

0

1

1

0

1

1

1

1

0

1

m

l

l

m

m

l

m

b

a

m

m

b

a

l

m

b

a

m

 

Włączamy skrajne składniki pod znak sumacyjny 

       

P

b

a

l

m

l

l

m

m

l





 

1

1

0

1

 

                                                                                                                                

 

 2. Dowód przez indukcję. 

Korzystamy z drugiej zasady indukcji matematycznej: 

Niech 

m

 będzie liczbą całkowitą oraz niech 

)

(n

p

będzie ciągiem zdań zdefiniowanych na 

zbiorze 

m

n

Z

n

:

. Jeśli 

zdanie 

)

(m

p

 jest prawdziwe oraz 

dla 

m

k

 zdanie 

)

1

(

k

p

jest prawdziwe, jeśli wszystkie  zdania  

)

(

,

...

,

)

(

k

p

m

p

 

są prawdziwe, 

to zdanie 

)

(n

p

jest prawdziwe dla każdego 

m

n

Warunek początkowy. Dla 

2

m

 zdanie liczba 2 jest iloczynem liczb pierwszych jest 

prawdziwe. 

Krok indukcyjny. Niech 

2

k

. Jeśli 

1

k

 jest liczba pierwszą to jest iloczynem liczb 

pierwszych. Jeśli 

1

k

 nie jest liczbą pierwszą to  z definicji liczb pierwszych wynika, że można 

przedstawić ja jako iloczyn liczb całkowitych, 

2

1

1

k

k

k

 przy czym 

1

2

1

k

k

 i 

1

2

2

k

k

. Tak więc z założenia indukcyjnego 

1

k

 i 

2

k

są iloczynami liczb pierwszych. 

Tym samym 

1

k

 jest iloczynem liczb pierwszych. 

                                                                                                                                     

                                                                                               

3.  Dowód nie wprost ( sprowadzenie do sprzeczności ) 

Dowód oparty jest na równoważności zdań logicznych:  

ć

sprzecznoś

t

z

z

z

t

z

z

z

n

n

~

...

...

2

1

2

1

 

gdzie 

i

z

 tworzą zbiór założeń a 

t

tezę. Przyjmując, że teza jest nieprawdziwa i korzystając           

z założeń sprowadzamy dowód do sprzeczności. 

Przyjmijmy więc, że istnieje skończenie wiele liczb pierwszych: 

k

p

p

p

,...,

,

2

1

. Niech 

1

...

2

1

k

p

p

p

n

. Wtedy 

i

p

n

dla każdego 

k

i

...,

,

2

,

1

 . Liczba n nie jest więc liczbą 

pierwszą a z założenia wynika, że jest ona iloczynem liczb pierwszych. Oznacza to, że obie 
liczby 

n

 i 

1

n

 są podzielne przez jedną z liczb pierwszych 

i

p

. Tym samym różnica tych 

liczb równa 1 jest podzielna przez 

i

p

, co jest niemożliwe ponieważ 

2

i

p

                                                                                                                                        

 

 

background image

UKSW                                                                                                ALGEBRA  LINIOWA 
Matematyka, Informatyka i ekonometria                                                Kazimierz Jezuita 
 

 

 

ZADANIA  -   Seria 1 – uwagi, szkice rozwiązań  c.d. 

 
4.  Dowód nie wprost ( sprowadzenie do sprzeczności ) 

Przyjmijmy, że 

2

 jest liczbą wymierną. Istnieją wtedy dwie liczby całkowite 

p

q

 nie 

mające wspólnych dzielników, takie że  

q

/

2

. Stąd  

2

2

2

p

q

. Z jednoznaczności 

rozkładu liczb całkowitych na czynniki pierwsze wynika, że 

p

jest podzielne przez 2 czyli 

k

p

2

, gdzie k jest całkowite. Wtedy 

2

2

2k

q

, a tym samym 

q

jest także podzielne przez 2, 

co jest sprzeczne z faktem, że 

p

q

 nie mają wspólnych dzielników. 

                                                                                                                                         

 

5.   a)    

Relacja 

}

)

,

(

),

,

(

),

,

(

),

,

(

),

,

(

),

,

(

),

,

(

),

,

(

{

d

a

d

b

b

a

c

a

d

d

d

c

b

b

a

a

R

w zbiorze 

}

,

,

,

{

d

c

b

a

S

 nie jest zwrotna, ponieważ para 

R

c

c

)

,

(

 . Element 

c

 nie jest w relacji sam z 

sobą. 

Relacja 

R

 nie jest symetryczna, ponieważ  

R

d

c

)

,

(

 podczas gdy 

R

c

d

)

,

(

Relacja 

R

 jest antysymetryczna, bowiem nie takich dwóch różnych elementów 

R

q

p

,

 , dla 

których równocześnie zachodzi 

R

q

p

)

,

(

 i  

R

p

q

)

,

(

Relacja 

R

 jest przechodnia, bowiem nie takich trzech różnych elementów 

R

r

q

p

,

,

 , dla 

których zachodzi 

R

q

p

)

,

(

 i 

R

r

q

)

,

(

 podczas gdy 

R

r

p

)

,

(

 

5.  b)    

Relacja 

}

:

)

,

(

{

b

a

b

a

R

w zbiorze 

Z

S

 nie jest zwrotna, ponieważ dla dowolnej liczby 

całkowitej 

c

 para 

R

c

c

)

,

(

 . Żadna liczba nie jest większa od siebie. 

Relacja 

R

 nie jest symetryczna, bowiem nie mogą być spełnione równocześnie nierówności  

b

a

  i 

a

b

Relacja 

R

 jest antysymetryczna, bowiem nie mogą być spełnione równocześnie nierówności  

b

a

  i 

a

b

Relacja 

R

 jest przechodnia, ponieważ dla dowolnych trzech liczb całkowitych prawdziwa jest 

implikacja:   

)

(

)

(

)

(

c

a

c

b

b

a

 

5.  c)    

Relacja 

}

,

7

:

)

,

(

{

Z

k

k

b

a

b

a

R

w zbiorze 

Z

S

 jest zwrotna, ponieważ dla 

dowolnej liczby  

Z

c

 mamy  

0

7

c

c

,  

Z

0

Relacja 

R

 jest symetryczna. Jeśli 

k

b

a

7

 dla pewnego  

Z

k

 to  

)

(

7

k

a

b

 i 

Z

k

Relacja 

R

 nie jest antysymetryczna,  bowiem istnieją dwie różne liczby, na przykład 2 i 9 , dla 

których  zachodzi 

9

~

2

  i   

2

~

9

 . 

Relacja 

R

 jest przechodnia. Jeśli  

k

b

a

7

     i    

m

c

b

7

    dla    

Z

m

k

,

   to  

)

(

7

m

k

c

a

  i  

Z

m

k

background image

UKSW                                                                                                ALGEBRA  LINIOWA 
Matematyka, Informatyka i ekonometria                                                Kazimierz Jezuita 
 

 

 

ZADANIA  -   Seria 1 – uwagi, szkice rozwiązań  c.d. 

 

Relacja ta jest więc relacją równoważności. Dzieli ona zbiór Z na siedem rozłącznych 
podzbiorów ( klas równoważności ) 

6

,

5

,

4

,

3

,

2

,

1

,

0

,

m

S

m

                                  

Z

k

m

k

a

Z

a

S

m

,

7

:

 

Jeśli 

m

S

b

a

,

 to 

m

k

a

7

  i  

m

l

b

7

  dla pewnych  

Z

l

k

,

.Wtedy  

)

(

7

l

k

b

a

  i   

)

(

7

k

l

a

b

 czyli  

b

~

 i  

a

~

 

5.  d)    

Relacja 

}

)

0

(

)

0

(

lub

)

1

(

)

1

(

:

)

,

(

{

g

f

g

f

g

f

R

 w zbiorze 

}

:

{

Z

Z

f

funkcje

wszystkie

S

 jest zwrotna, ponieważ dla dowolnej funkcji 

f

 mamy   

   

)

1

(

)

1

(

f

f

    i   

)

0

(

)

0

(

f

f

Relacja 

R

 jest symetryczna. Jeśli  

)

(

)

(

a

g

a

f

  to także 

)

(

)

(

a

f

a

g

Relacja 

R

 nie jest antysymetryczna,  bowiem istnieją dwie różne funkcje, takie że 

)

1

(

)

1

(

g

f

  

i  

)

0

(

)

0

(

g

f

 oraz  

)

2

(

)

2

(

g

f

Relacja 

R

 nie jest przechodnia. Istnieją takie funkcje 

h

g

f

,

,

 , dla których:  

)

1

(

)

1

(

g

f

 i  

)

0

(

)

0

(

g

f

  oraz  

)

0

(

)

0

(

h

g

  i  

)

1

(

)

1

(

h

f

. Wtedy  

g

~

  i  

h

~

 

natomiast  

R

h

f

)

,

(

. Na przykład: 

1

)

(

a

f

,  

a

a

g

)

(

 ,  

0

)

(

a

h

 . 

                                                                                                                                                

 

 

6.  Uwaga.  

W każdym skończonym podzbiorze zbioru 

Z

 ( dodatnie liczby całkowite ) relacja  

b

~

 jeśli  

a

b

  ( 

a

 jest dzielnikiem

b

) jest relacja porządku. Jest ona: 

-  zwrotna:     

a

a

   , 

-  antysymetryczna:   jeśli 

a

b

   i    

b

a

  to   

b

a

  , 

-  przechodnia:  jeśli   

a

b

   i    

b

c

    to  

a

c

 

a)  W zbiorze 

}

30

,

15

,

6

,

5

,

3

,

2

,

1

{

S

porządek jest częściowy, ponieważ istnieją takie elementy 

a

 i  

b

, które nie są ze sobą w relacji: 

R

b

a

)

,

(

 i  

R

a

b

)

,

(

. Na przykład  3  i  5 . W zbiorze 

S

 możemy wyróżnić trzy maksymalne podzbiory uporządkowane liniowo: 

                    

30

6

2

1

    ,      

30

15

3

1

   ,     

30

15

5

1

 

b)  W zbiorze 

}

25

,

5

,

1

{

S

porządek jest liniowy, ponieważ dla każdych dwóch elementów 

a

,

b

 

zachodzi:  

a

b

 lub 

b

a

.          

                                                    

25

5

1

 

 

 

background image

UKSW                                                                                                ALGEBRA  LINIOWA 
Matematyka, Informatyka i ekonometria                                                Kazimierz Jezuita 
 

 

 

ZADANIA  -   Seria 1 – uwagi, szkice rozwiązań  c.d. 

 

7.  a)   

W zbiorze 

2

R

S

 relacja:  

)

,

(

~

)

,

(

2

2

1

1

y

x

y

x

  jeśli  

)

(

2

2

1

2

1

x

x

y

y

jest relacją     

          równoważności, ponieważ jest ona: 

-  zwrotna:  

)

(

2

1

1

1

1

x

x

y

y

-  symetryczna:  Niech 

)

,

(

~

)

,

(

2

2

1

1

y

x

y

x

, wtedy 

)

(

2

2

1

2

1

x

x

y

y

 i mnożąc obie 

strony równania przez –1 otrzymujemy 

)

(

2

1

2

1

2

x

x

y

y

czyli  

)

,

(

~

)

,

(

1

1

2

2

y

x

y

x

-  przechodnia:  Niech    

)

,

(

~

)

,

(

2

2

1

1

y

x

y

x

   i    

)

,

(

~

)

,

(

3

3

2

2

y

x

y

x

 . 

   Wtedy      

)

(

2

2

1

2

1

x

x

y

y

   i      

)

(

2

3

2

3

2

x

x

y

y

. Dodając oba równania    

    stronami otrzymujemy   

)

(

2

3

1

3

1

x

x

y

y

  czyli    

)

,

(

~

)

,

(

3

3

1

1

y

x

y

x

  b) 

Klasą równoważności punktu 

)

,

(

0

0

y

x

 jest podzbiór 

2

0

R

A

 złożony z punktów 

)

,

(

y

x

będących w relacji z punktem 

)

,

(

0

0

y

x

               

)

(

2

0

0

x

x

y

y

     czyli     

)

(

2

0

0

x

y

x

y

 

Podzbiór

0

A

 jest więc prostą o współczynniku kierunkowym 2, przechodzącą przez punkt 

)

,

(

0

0

y

x

. Cała płaszczyzna 

2

R

podzielona jest na rozłączne podzbiory ( klasy równoważności ) 

– proste równoległe o współczynniku kierunkowym 2. 

 

  c) 

Zbiorem reprezentantów jest dowolny podzbiór 

2

R

, taki że zawiera on po jednym elemencie z 

każdej prostej o współczynniku kierunkowym 2. Może nim więc być dowolna prosta, która nie 
jest równoległa do 

0

A

, opisana równaniem  

b

ax

y

 , gdzie 

2

a

Układ równań:             

)

(

2

0

0

x

y

x

y

    

                                     

b

ax

y

 

posiada bowiem zawsze jedno rozwiązanie:       

a

x

y

b

x

2

0

0

    ,     

b

a

x

y

b

a

y

2

0

0

 

jeśli tylko 

2

a

 

8.     

Klasy równoważności, jakimi są rozłączne podzbiory 

}

0

,

:

)

,

(

{

c

c

xy

S

y

x

A

c

tworzące podział zbioru 

}

0

0

:

)

,

(

{

2

b

i

a

R

b

a

S

, są hiperbolami. Dwa punkty o 

współrzędnych 

)

,

(

1

1

y

x

 i  

)

,

(

2

2

y

x

 są w relacji jeśli leżą na tej samej hiperboli ( ta sama 

wartość 

c

):    

c

y

x

1

1

  i  

c

y

x

2

2

  . Eliminując z tych równań parametr 

c

otrzymujemy: 

        

)

,

(

1

1

y

x

 ~ 

)

,

(

2

2

y

x

   jeśli    

2

2

1

1

y

x

y

x

 

background image

UKSW                                                                                                ALGEBRA  LINIOWA 
Matematyka, Informatyka i ekonometria                                                Kazimierz Jezuita 
 

 

 

 

 ZADANIA  -   Seria 1 – uwagi, szkice rozwiązań  c.d. 

 
9.  a)   

Injekcja jest to funkcja różnowartościowa 

Y

X

f

:

. Jeśli 

2

1

x

x

  to  

)

(

)

(

2

1

x

f

x

f

 dla 

wszystkich  

X

x

x

2

1

,

.  Oznacza to, że 

Y

y

0

 może być wartością funkcji tylko dla jednego 

elementu zbioru 

X

. Równanie  

0

)

(

y

x

f

 posiada co najwyżej jedno rozwiązanie 

x

.  Prosta 

pozioma 

}

:

)

,

{(

0

0

X

x

Y

X

y

x

L

y

przecina wykres funkcji 

f

co najwyżej w jednym 

punkcie. 

   -  

1

,

1

2

,

0

:





f

  , określona wzorem  

)

cos(

)

(

x

x

f

jest injekcją ale nie surjekcją, 

       prosta pozioma przecina wykres tej funkcji:  

w jednym punkcie dla 

 

1

,

0

0

y

w żadnym punkcie dla  

)

0

,

1

[

0

y

 

  -  

  

2

,

2

,

0

:

f

  , określona wzorem  

)

cos(

)

(

x

x

f

jest injekcją ale nie surjekcją, 

       prosta pozioma przecina wykres tej funkcji:  

w jednym punkcie dla 

1

,

1

0

y

w żadnym punkcie dla  

]

2

,

1

(

)

1

,

2

[

0

y

 

 

    b) 

Surjekcja jest to funkcja 

Y

X

f

:

, dla której każdy element 

Y

y

jest wartością funkcji dla 

jakiegoś 

X

x

. Obrazem funkcji jest cała przeciwdziedzina  -   

Y

X

f

)

(

.  

Równanie  

0

)

(

y

x

f

 posiada co najmniej jedno rozwiązanie 

x

.  Prosta pozioma 

}

:

)

,

{(

0

0

X

x

Y

X

y

x

L

y

przecina wykres funkcji 

f

w co najmniej jednym punkcie. 

   -  

 

1

,

0

2

,

2

:







f

  , określona wzorem  

)

cos(

)

(

x

x

f

jest surjekcją ale nie injekcją, 

       prosta pozioma przecina wykres tej funkcji:  

w jednym punkcie dla 

0

0

y

w dwóch punktach dla  

]

1

,

0

(

0

y

 

  -  

1

,

1

4

3

,

0

:





f

  , określona wzorem  

)

cos(

)

(

x

x

f

jest surjekcją, ale nie injekcją 

       prosta pozioma przecina wykres tej funkcji:  

w jednym punkcie dla 

]

1

,

0

(

0

y

w dwóch punktach dla  

]

0

,

1

[

0

y

 

 

background image

UKSW                                                                                                ALGEBRA  LINIOWA 
Matematyka, Informatyka i ekonometria                                                Kazimierz Jezuita 
 

 

 

ZADANIA  -   Seria 1 – uwagi, szkice rozwiązań  c.d. 

 

   c) 

Bijekcja jest jednocześnie injekcją i surjekcją. Jest to funkcja 

Y

X

f

:

, dla której każdy 

element 

Y

y

jest wartością funkcji, ale tylko dla jednego 

X

x

. Obrazem funkcji jest cała 

przeciwdziedzina  -   

Y

X

f

)

(

. Równanie  

0

)

(

y

x

f

 posiada jedno rozwiązanie 

0

x

x

, dla 

każdego 

Y

y

0

.  Prosta pozioma 

}

:

)

,

{(

0

0

X

x

Y

X

y

x

L

y

przecina wykres funkcji 

f

w jednym punkcie 

)

,

(

0

0

y

x

   -  

 

1

,

0

2

,

0

:





f

  , określona wzorem  

)

cos(

)

(

x

x

f

 jest bijekcją, 

       prosta pozioma przecina wykres tej funkcji:  

w jednym punkcie dla każdego 

]

1

,

0

[

0

y

  -  

  

1

,

1

,

0

:

f

  , określona wzorem  

)

cos(

)

(

x

x

f

 jest bijekcją,  

       prosta pozioma przecina wykres tej funkcji:  

w jednym punkcie dla każdego 

]

1

,

1

[

0

y

 

10.   

Funkcji 

Y

X

f

:

 można przyporządkować prawostronną funkcję odwrotną 

X

Y

h

:

  

taką, że  

y

y

h

f

)

)(

( 

  dla każdego

Y

y

, wtedy i tylko wtedy gdy 

f

jest surjekcją.  

Funkcja 

  

5

,

3

,

1

6

,

5

,

4

,

3

,

2

,

1

:

f

 , taka że  

ych

nieparzyst

x

dla

x

x

f

)

(

parzystych

x

dla

x

x

f

1

)

(

spełnia ten warunek. Należy zauważyć, że wartość 

)

(

0

y

h

powinna należeć do przeciwobrazu elementu 

0

y

 przy przekształceniu 

f

( wybór 

reprezentanta jest dowolny ). Przykłady funkcji  

  

6

,

5

,

4

,

3

,

2

,

1

5

,

3

,

1

:

h

      -  

y

y

h

)

(

      -  

1

)

(

y

y

h

 

11.    

Funkcji 

Y

X

f

:

 można przyporządkować lewostronną funkcję odwrotną 

X

Y

h

:

  

taką, że  

x

x

f

h

)

)(

( 

  dla każdego

X

x

, wtedy i tylko wtedy gdy 

f

jest injekcją.  

Tym razem jeśli 

0

y

 należy do obrazu funkcji f, czyli 

)

(

0

0

x

f

y

 dla pewnego 

X

x

0

, to 

musi być spełniony warunek  

0

0

)

(

x

y

h

. Jeśli natomiast 

)

(

0

X

f

y

 to wartość 

)

(

0

y

h

         

może być dowolna. 

Funkcja  

Z

Z

:

 , taka że  

1

)

(

n

n

f

 spełnia ten warunek, przy czym tylko

)

(

1

X

f

.  

Przykłady funkcji  

Z

Z

:

:  

      -   

1

)

(

n

n

h

  dla  

1

n

   ,    

           

m

h

)

1

(

 , gdzie 

Z

m

 dowolnie wybrana liczba.