逆映射

更新时间:2023-07-04 23:13

设 f:A→B是集合A到集合B上的一一映射,如果对于B中每一个元素b,使b在A中的原象a和它对应,这样得到的映射称为映射 f:A→B的逆映射,记作 1/f:B→A。必须是一一对应的单射才能满足。

定义

(1)单射:设f是集合A到集合B的一个映射,如果对于任意a,b属于A,当a不等于b时有f(a)不等于f(b),则称f是A到B内的单映射 。

(2)满射:如果对任意的b属于B都有一个a属于A使得f(a)=b,则称f是A到B上的映射,或称f是A到B的满映射。

(3)逆映射:设有映射f:A->B,如果存在映射g:B->A使得g*f=IA,f*g=IB其中IA、IB分别是A与B上的恒等映射,则称g为f的逆映射。

逆映射,用较为通俗但不太严格的语言来表述,就是:设有映射f:A—B,若存在映射g:B—A,使得:

1)先执行f,再执行g,执行的结果是gf:A—A,即gf等于A上的恒等映射 ;

2)先执行g,再执行f,执行的结果是fg:B—B,即fg等于B上的恒等映射,则g叫做f的逆映射。画一个图,更直观。

设f:A→B,如果有g:B→A使得g。f=,f。g=。则说f是可逆映射。

性质

设f:A→B是可逆映射,那么使得g。f=,f。g=的g:B→A是由f唯一确定的(此时记g=)。

证:如果还有h:B→A使g。h=,f。h=,那么可得(g。f)。h=g。(f。h) 但(g。f)。h=。h=h,g。(f。h)=g。=g,从而h=g.。当f:A→B可逆时,这个由f唯一确定的映射:B→A即称为f的逆映射。

判定

映射f:A→B是可逆映射,必要且只要f是双射。

证明:如果f是可逆映射,那么,应有映射g:B→A使得g。f=,f。g=。由于恒等映射是单的,则易证f是单射。由于恒等映射是单的,则易证f是满射。所以 f是双射。

反过来,如果f:A→B是个双射,对任意bB,由于f为双射,故必有且只有一个aA使f(a)=b。则按这个规则,B中每一个元素b都有且只有一个aA与之对应。这个规则(也就是B到A的一个映射)记为g,则g:B→A对任意bB,g(b)=a,f(a)=b。

则对任意bB,设f(a)=b则(f。g)(b)=f(g(b))=f(a)=b=(b),也就是f。g=。

同样,对任意aA,设f(a)=b,则(g。f)(a)=g(f(a))=g(b)=a=(a),也就是g。f=。

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