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Bijektivität, Surjektivität, Injektivität

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Funktionen

Tags: Betrag, Beweis, bijektiv, Funktion, injektiv, surjektiv

 
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Altermann7

Altermann7 aktiv_icon

21:15 Uhr, 16.07.2017

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Hi

Ich habe mal ne kurze Frage. Ich soll beweisen, dass die Funktion f(x) R(Symbol für reelle Zahlen)->(-1,1) mit
f(x)=x1+|x| bijektiv ist und eine Umkehrfunktion besitzt.

Das ist sie ja, wenn sie surjektiv und injektiv ist.
Und da habe ich Schwierigkeiten mit. Wenn eine Funktion injektiv heißt das, wenn f(a)=f(b) dann ist a=b.

Das habe ich versucht zu Beweisen, nur weiß ich nicht, ob das ausreicht. Für die Injektivität habe ich folgendes gemacht:

a1+|a|=b1+|b|a+b|a|=b+a|b|

Jetzt muss ich ja irgendwie die Beträge wegkriegen. Also habe ich gesagt, wenn a>0 und b>0 sind, folgt nach einsetzen a=b (dasselbe folgt für a<0,b<0).

Und jetzt frage ich mich, ob ich jetzt fertig bin. Denn eigentlich müsste ich ja noch den Fall a<0 und b>0 (oder umgekehrt) betrachten. Dann folgt ab. Das finde ich irgendwie unnötig. Muss ich diesen Fall noch beachten?

Dann wollte ich fragen, wie ich Surjektivität beweisen kann? Die Definition verstehe ich, aber wie ich das beweisen soll weiß nicht.

Und generell gefragt, wenn ich die Umkehrfunktion bilde, zeige ich damit indirekt, dass die Funktion bijektiv ist? Denn für die Umkehrfunktion muss die ursprüngliche Funktion bijektiv sein.

Danke schon mal im vorraus :-)
Altermann


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korbinian

korbinian aktiv_icon

22:59 Uhr, 16.07.2017

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Hallo,

wenn du die Injektivitätalleine beweisen willst, müsstest du diese Fallunterscheidungen durchziehen.
Da du aber ohnehin die Umkehrabbildung bestimmen sollst, würde ich diese bestimmen. Dann ist doch die Injektivität auch bewiesen.
gruß
korbinian
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nuubi

nuubi aktiv_icon

19:01 Uhr, 17.07.2017

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Hallo :-)

"Denn eigentlich müsste ich ja noch den Fall a<0 und b>0 (oder umgekehrt) betrachten. Dann folgt a&ne;b. Das finde ich irgendwie unnötig. Muss ich diesen Fall noch beachten?"

Eigentlich nicht, denn Du gehst doch von a/(1+|a|) = b/(1+|b|) aus und das ist ja bei a &ne; b nicht der Fall.


"Dann wollte ich fragen, wie ich Surjektivität beweisen kann? Die Definition verstehe ich, aber wie ich das beweisen soll weiß nicht."

Nimm ein beliebiges y aus dem Wertebereich und zeige, dass es dafür ein x mit y = f(x) gibt.


Ich soll beweisen, dass die Funktion [...] eine Umkehrfunktion besitzt.
Wenn Du eine Umkehrfunktion angeben bzw. berechnen kannst, hast Du auch gleichzeitig die Bijektivität nachgewiesen.

Viele Grüße
nuubi
Altermann7

Altermann7 aktiv_icon

12:50 Uhr, 18.07.2017

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Erstmal Vielen Dank fürs antworten :-)

Ah verstehe. Ja die Aufgabenstellung war: "Zeigen Sie, dass f(x) bijektiv ist. Konstruieren Sie die Umkehrabbildung."

Da reicht es dann nicht, einfach die Umkehrfunktion zu bilden richtig ?


Und noch mal zur Surjektivität. Mein Wertebereich ist ja (-1,1). Könnte ich jetzt einfach irgend ein y nehmen (also einfachstes Beispiel für y=0) und zeige dann, dass f(x) gibt? Oder müsste ich es allgemein für y zeigen?

Beste Grüße
Altermann
Antwort
nuubi

nuubi aktiv_icon

13:59 Uhr, 18.07.2017

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"Da reicht es dann nicht, einfach die Umkehrfunktion zu bilden richtig ?"

Doch, das genügt. Folgenden Satz habe ich Dir aus einem Skript kopiert:
Satz: Sei f: M -> N eine Abbildung. f ist genau dann invertierbar, wenn f bijektiv ist.

Das bedeutet doch, dass die Aussagen
1) f ist bijektiv
und
2) f ist invertierbar
äquivalent sind.

"Oder müsste ich es allgemein für y zeigen?"
Ja, allgemein. Ich denke mal, dass man hier Fallunterscheidungen machen muss für x >= 0 und x < 0.
Frage beantwortet
Altermann7

Altermann7 aktiv_icon

14:40 Uhr, 18.07.2017

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Ja verstehe, nur weil da so explizit stand: "Zeigen Sie, dass die Funtion bijektiv ist" dachte ich, dass ich das sepperat noch beweisen müsste

Vielen Dank für die Hilfe :-)