逻辑、集合论,映像与函数(映射)江铭辉五梦网
映射(mapping)
谈到映射(mapping)之前,我们先看日常生活的例子。假定我们有二组集合,{汽车}、{车牌号码} 和{学生}、{考试成绩},对于车辆:一辆汽车只能有一个车排号码。至于学生和他们的考试成绩,则较复杂,因为学生考试的成绩可能是从0分到100分,即:{0、1、2、3、……99、100},也可能分{A、B、C、D、E}五个等级。甚至只分{及格、不及格}二个等级。但无论如何,每个考生只对应一种成绩。由此我们有二个映像的实例,第一个集合(汽车或学生)我们称为原始集合(original set),它里面的每一个元素,恰巧可对应第二集合中的其中一个元素。我们也将第二集合叫作像集合(image set)。
映射定义:
所谓映射是:有二个集合(原始集合和像集合),原始集合的每一个元素可对应像集合的其中一个元素,原始集合的不同元素可以对应像集合的相同元素(例如有好几个学生都考了同样的分数),但不能使原始集合有某个元素无法对应(某位考生没有成绩,只要他参加考试,一定有成绩,没考试的学生要他补考,得出成绩。)
映射与非映射
图(1)、(2):符合映像的定义,图(2)像集合某个元素没有被对应到也没有关系
图(3)、(4):非映射
图(1)是符合映射的定义,图(2)也是符合映射的定义,虽然像集合的某些元素,原始集合的某些元素没有对应到,但仍然符合映射的定义。图3是“非映像”因为原始集合有一个元素对应到像集合的二个元素(譬如有一辆汽车,它有二个车牌号码),图4也是“非映像”因为原始集合有某个元素无法对应到像集合(譬如有一辆汽车,没有车牌号码)。
一对一配对或一对一对应(one to one correspondence)
二个集合间若一个集合的每个元素,与另一个集合相配对,则称为一一配对的集合。这二个集合的元素数目要一样,譬如A={1、2、3};B={4、5、6}若1→6、2→5、3→4;则A、B二个集合一一配对。
又如果你在家里招待你的客人,每一个人都有一杯咖啡,每个咖啡杯要配对一个碟子,这种二个集合间的对应,也是一对一配对或一对一对应。图(5)是一对一对应的情况,如果把对应的箭头倒转,也就是原始集合和像集合对调,如图(6),结果仍然是一对一对应。
图:图(5)、图(6)
一对一映射(one to one mapping)
通常我们把0、1、2、3、4……叫自然数,把正、负整数和0叫整数,现在我们看数学中自然数映射到整数的例子,即{自然数}→{整数}。如图:0→0;1→+1;2→+2 ……3→+3,但整数中负整数却没有对应到。如图它是一对一映射,但不是一对一对应。
图:{自然数}→{整数}是一对一映射,但不是一对一对应。