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Surjektiv, injektiv und umkehrfunktion beweisen

Universität / Fachhochschule

Lineare Abbildungen

Tags: injektiv, Injektivität, Lineare Abbildungen, surjektiv, surjektivität, Umkehrfunktion

 
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eXistenZ

eXistenZ aktiv_icon

18:31 Uhr, 02.04.2011

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Huhu leute.

Bei mir hängt es beim beweisen von surjektivität und injektivität bei einer fallunterscheidung. Und wie man die Umkehrjunktion f-1 bestimmt.

Also an sich gilt ja die surjektivität wenn gilt:

f:MN Abbildung und M,N nichtlere Mengen
yNxM:f(x)=y

So nun habe ich folgende aufgabe:

f:,f(x)=7x-3
Ich bin wie folgt vorgegangen um zu beweisen das es surjektiv ist
f(x)=7x-3 kann ich auch schreiben als y=7x-3
das löse ich nach x auf
also +3
y+3=7x das :7
x=y+37
dann kann ich xf(x) einsetzen also f(y+37)=7y+37-3 das ausgerechnet ergibt y=y und ist somit dann die surjektivität bewiesen mit dem letzten schritt y=y?

das wäre mene erste Frage.

Die 2 Frage währe, wie ich bei einer fallunterscheidung vorgehe und hier injektivität und surjektivität beweise?

Gerade an folgender Aufgabe:

f:,f(x)=2x+1 für x0 und 3x-2 für x>0
Welche fälle muss ich hier unterscheiden?

Gerade wenn ich injektivität beweisen will die ja wie folgt definiert ist:

f(x1)=f(x2)x1=x2
oder äquivalent dazu
x1x2f(x1)f(x2)

Muss ich nun unterscheiden
Fall 1:x<0
Fall 2:x=0
Fall 3:x>0

Oder muss ich zwischen den x1 und x2 unterscheiden also sprich so

Fall 1:x1<0 und x2<0
Fall 2:x1=0 und x2<0
Fall 3:x1<0 und x2=0
Fall 4:x1<0 und x2>0
usw......

Die letzte frage ist nun die bestimmung der umkehrfunktion f-1 die es nur gibt wenn surjektivität und injektivität gegeben sind, die abbildung also bijektiv ist:
Gerade für das Beispiel f(x)=7x-3 (wo ich weiß das die abbildung bijektiv ist)
y=7x-3|x und y vertauschen
x=7y-3| nach y auflöse
x+3=7y
y=x+37
Somit f-1(x)=x+37
Besimmte ich so die Umkehrfunktion?

Entschuldigt den ellenlangentext und die vielen fragen, aber ich will es nur nachvollziehen


gruß

eΞ



Hierzu passend bei OnlineMathe:

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Photon

Photon aktiv_icon

09:14 Uhr, 03.04.2011

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Das ist tatsächlich ein ziemlich langer Text. :-)

Zur ersten Frage: Ich denke, es geht dir um die Formulierung des Beweises, denn von der Idee her ist ja alles klar. Die zu zeigende Aussage ist ja, dass es für jedes yN ein xM gibt, sodass f(x)=y gilt. Das kann man dann ungefähr so formulieren:
Für jedes y existiert ein x=y+37 mit f(x)=f(y+37)=7(y+37)-3=y+3-3=y, also ist f: surjektiv nach Definition der Surjektivität.
Im Prinzip kann man sich die Zwischenschritte auch sparen und dem Leser/Korrektor überlassen, sich davor zu überzeugen, dass f(x)=y für das von dir gefundene x gilt, aber das kommt wohl auf den Korrektor an.
eXistenZ

eXistenZ aktiv_icon

12:56 Uhr, 05.04.2011

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hehe ok alles klar, dann habe ich es ja doch richtig gemacht =)

und wie man eine umkehrfunktion bestimmt weiß ich nun auch.

Bleibt nur noch meine 2. Frage zu einer fallunterscheidung und wie man da dann surjektivität und injektivität beweisen tut.
Antwort
oculus

oculus aktiv_icon

19:19 Uhr, 05.04.2011

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Noch einmal zu deiner Frage nach Injektivität bei der Funktion
f:ℤ→ℤ,f(x)=2x+1 für x≤0 und 3x−2 für x>0

x1=0 gehört zum Definitionsb. von f(x)=2x+1,x≤0 weil 0≤0 ist f(x1)=f(0)=1
x2=1 gehört zum Definitionsb. von f(x)=3x-2,x>0 weil 1>0 ist f(x2)=f(1)=1

Nun ist offenbar doch x1=0x2=1, aber f(x1)=f(x2)!!!

Wieso soll man sich bei diesem klaren Gegenbeispiel noch um Fallunterscheidungen bemühen.






eXistenZ

eXistenZ aktiv_icon

19:37 Uhr, 05.04.2011

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oha hehe ja klar, damit wäre ja schon ein shcönes gegenbeispiel gezeigt, womit die abbildung nicht injektiv ist und man sich keiner weiteren fäle bemühen muss

Aber nun geht es mir noch um das reine verständniss.

weil was wenn ich mal an eine abbildung mit fallunterscheidung stoße, die injektiv ist, ich sie aber net beweißen kann weil ich nicht weiß wie manes mit de fallunterscheidung handhabt?

xD
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