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injektivität,surjektivität,bijektivität

Universität / Fachhochschule

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smaragd

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11:55 Uhr, 20.10.2012

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Untersuchen Sie die folgenden Funktionen f:D!W auf dem angegebenen De nitionsbereich
D und Wertebereich W auf Injektivitat, Surjektivitat und Bijektivitat. Bestimmen
Sie ferner maximale Teilmengen des De nitions-, bzw. Wertebereiches, fur die die Funktionen
eine Umkehrfunktion besitzen.
(i) f:-[π;π)-;f(x)=sin(x),

(ii) f:[-1;1)-;f(x)=|x3|

(iii) f:-;f(x)=5,

(iv) f: RR/(1)-->rr; f(x)=x-2x-1

i) die funktion ist surjektiv, es ist nicht injektiv und nicht bijektiv
ich sehe es anhand des graphen, wie kann ich sowas prüfen???

ii) diese funktion ist auch surjektiv, nicht injektiv auch nicht bijektiv??


III)genau das selbe gilt auch für diesen graph, ist surjektiv, und injektiviät und bijektivät kann ich anhand des graphen ausschließen


wie prüft man sowas??
Online-Nachhilfe in Mathematik
Antwort
michaL

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12:00 Uhr, 20.10.2012

Antworten
Hallo,

mal nur zu (i):
* Ist 5?
* Und wenn ja, für welches x[-π;π) gilt sin(x)=5?
* Und was hat das mit Surjektivität zu tun?

Mfg Michael
smaragd

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12:06 Uhr, 20.10.2012

Antworten
okay...

der definitonsbereich ist angegeben -π,π somit ist die 5 nicht im definitionsbereich???
Antwort
Underfaker

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12:25 Uhr, 20.10.2012

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Auch auf die Gefahr hin, einen Dialog zu unterbrechen.

Das Problem scheint mir zu sein, dass dir die Definition/das Verständnis der Begriffe: injektiv, surjektiv, bijektiv, fehlt.

Wenn du dir die erste Aufgabe ansiehst, dann ist der Wertebereich , wenn du nun sagst, anhand des Graphen siehst du, dass die Funktion surjektiv ist, dann musst du etwas grundlegend falsch verstanden haben.

In diesem Fall solltest du angeben für welches Element aus dem Definitionsbereich die Sinusfunktion 5 ergibt, wenn es eines gibt, benenne es, wenn nicht was schließt du daraus?

Dass 5D ist spielt hier keine Rolle.

Ich denke du musst also zunächst klären was die Begriffe bedeuten, kann es sein, dass du das noch nicht verstanden hast?
smaragd

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12:34 Uhr, 20.10.2012

Antworten
injektivität: wenn es für jeden x wert auch nur ein y-wert gibt

surjektivität: wenn jedes y-wert mindesten ein y-wert hat

bijekttivität: wenn genau ein x-wert auch nur ein y-wert zugeordnet wir 1:1

sin(5)=0,087

??
Antwort
Underfaker

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12:45 Uhr, 20.10.2012

Antworten
Injektivität ist etwas anderes, deine Forumliereung ist Grundbedingung für eine Funktion, jedem x muss genau ein Funktionswert zugeordnet werden.

Surjektivittät: Da meintest du beim zweiten y eher ein x oder? Surjektiv bedeutet einfach: Die Funktion bildet den kompletten Wertebereich ab, hier also: Jede relle Zahl wird als Funktionswert angenommen.

5 ist so eine relle Zahl, gibt es denn x, sodass sin(x)=5?
smaragd

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12:47 Uhr, 20.10.2012

Antworten
5 ist doch ein y-wert, deshalb hat sin(x) keine reelle zahl??
Antwort
Underfaker

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12:50 Uhr, 20.10.2012

Antworten
Wenn y=sin(x) dann ist 5 jetzt mal ein y-Wert, was bedeutet nun "deshalb hat sin(x) keine reelle Zahl" ?!

Kannst du die Frage beantworten x=? sodass sin(x)=5
smaragd

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12:57 Uhr, 20.10.2012

Antworten
falsch ausgedrückt,

5 ist ein y-wert, durch den graphen sehe ich dass die funktion nicht durch den y-wert 5 durchgeht...
Antwort
Underfaker

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12:59 Uhr, 20.10.2012

Antworten
Aha.

Es gibt eben kein xD mit sin(x)=5 damit ist f nicht surjektiv und ergo nicht bijektiv.
smaragd

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13:04 Uhr, 20.10.2012

Antworten
okay, aber ich verstehe eines nicht warum begründet man mit sin(x)=5 dass der grapf nicht sur und nicht bi ist???
Antwort
Underfaker

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13:07 Uhr, 20.10.2012

Antworten
Du hast es doch am Graphen gesehen oder nicht?

W=, damit die Funktion surjektiv ist, müsste jede reelle Zahl als Funktionswert angenommen werden, tatsächlich ist 5 aber sin(x) ist niemals 5, also werden nicht alle rellen zahlen als Funktionswert zugeordnet, also ist die Funktion nicht surjektiv.

Ganz einfach, um zu zeigen,, dass es nicht für alle reellen Zahlen gilt, reicht es eine anzugeben für die es nicht gilt.
smaragd

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15:14 Uhr, 20.10.2012

Antworten
okay...hiemit habe ich die surjektivität geprüft, und wie prüfe ich rechnerisch die injektivität und bijektivität ??
Antwort
Underfaker

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15:21 Uhr, 20.10.2012

Antworten
Also was ist mit Bijektivität?

Zunächst solltest du nochmal klarstellen, was es heißt wenn eine Funktion injektiv ist, vielleicht meinst du oben ja das Richtige, geschrieben hast du es aber nicht richtig
smaragd

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15:25 Uhr, 20.10.2012

Antworten
oben habe ich hingeschrieben dass der graph surjektiv ist und nicht injektiv und bijektiv, jetzt weiss ich dass es nicht surjektiv ist, aber du sagtst dass es injektiv ist, aber das habe ich noch lange nicht bewiesen??

ein graph ist bijektiv, wenn es sur. und inj. ist...
Antwort
Underfaker

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15:27 Uhr, 20.10.2012

Antworten
Ich sage nicht, dass die Funktion injektiv ist.

Ich stütze deine Vermutung, dass die FUnktion nicht injektiv ist.
Um das zu zeigen, musst du aber klarstellen was Injektivität bedeutet und entsprechend was "nicht-Injektivität" bedeutet.

ps: Also aus nicht surjektiv folgt nicht bijektiv
smaragd

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15:36 Uhr, 20.10.2012

Antworten
Sie besagt, dass jedes Element der Zielmenge höchstens einmal als Funktionswert angenommen wird, aber wie prüfe ich das rechnerisch??
Antwort
Underfaker

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15:40 Uhr, 20.10.2012

Antworten
So: Injektiv heißt und ich hoffe das habt ihr irgendwo so stehen: Aus f(x)=f(y)x=y
Und aus nicht injektiv erhalten wir: x,y mit xy aber f(x)=f(y)

Das bedeutet, du musst entweder zeigen, dass wenn f(x)=f(y) ist, dass schon x=y gilt, sofern du vermutest die Funktion ist injektiv.

Oder, wenn sie es nicht ist, dann musst du wenigstens ein Beispiel angeben, dass das belegt. Kennst du ein solches? Also kennst du zwei verschiedene Elemente aus dem Definitionsbereich die aber denselben Funktionswert haben?
smaragd

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15:48 Uhr, 20.10.2012

Antworten
wenn ich für x-1,57 und 1,57 einsetze kommt das selbe raus??? also nicht inj.nicht surj. und nicht bijektiv ???
Antwort
Underfaker

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15:50 Uhr, 20.10.2012

Antworten
Also f(1,57)f(-1,57) also kein geeignetes Beispiel.

Wie sieht es denn mit sin(x)=0 aus?
smaragd

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15:53 Uhr, 20.10.2012

Antworten
ja der graph geht durch den ursprung, aber bei sin(x)=0 ist der x-wert 0, aber damit beweisen wir doch, dass es injektiv ist und ich möchte das gegenteil beweisen
...??
Antwort
Underfaker

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15:55 Uhr, 20.10.2012

Antworten
So beweisen wir schonmal nichts.

sin(x)=0 hat denke ich mehr als eine Lösung, damit hätten wir "nicht injektiv" bewiesen.
smaragd

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16:05 Uhr, 20.10.2012

Antworten
aha...okay die zweite funktion ist die injektiv ist setze -1 und 1 ein und es kommen verschiedene werte raus ??
Antwort
Underfaker

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16:09 Uhr, 20.10.2012

Antworten
lautet die Funktion hier: f(x)=|x3|?
Da 1D ist darfst du 1 auch nicht einsetzen, aber vom prinzip hast du Recht.
xD\{0} ist f(x)=f(-x) und x und -x sind verschieden.

Weiter?
smaragd

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16:15 Uhr, 20.10.2012

Antworten
meines erachtens ist die funktion nicht surjektiv...weil jedes x-wert höchstens ein y-wert hat, das sehe ich zum beispiel an dem funktionsgraphen, aber wie kann ich es zeigen?? es ist auch nicht bi.
Antwort
Underfaker

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16:19 Uhr, 20.10.2012

Antworten
"weil jedes x-wert höchstens ein y-wert hat"
Das ist leider eine Erklärung für nichts, dass muss auch so sein, denn wenn einem Element aus dem Definitionsbereich bspw. zwei Funktionswerte zugeordnet würden, widerspräche das dem Funktionsbegriff.

Zu zeigen ist wieder, das nicht jede reelle Zahl durch die Funktion abgebildet wird, also nimm dir wieder eine beispielhaft raus.
smaragd

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16:22 Uhr, 20.10.2012

Antworten
ahhh okay f(x)=2 da die 2 nicht im als funktionswert angenommen werden kann, ist es nicht surjektiv,und auch nicht bijektiv also ist die funktion nur injektiv ??
Antwort
Underfaker

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16:25 Uhr, 20.10.2012

Antworten
Ja |x3|=2 ist ein Gegenbeispiel.

Ich muss mich bezüglich oben korrigieren, du lagst natürlich falsch.
Ich dachte du hättest das richtige geschrieben.

Wie ich sagte, finden wir sehr viele Beispiele dafür, dass wir unterschiedliche Elemente einsetzen können die aber denselben Funktionswert haben.

Bspw. ist f(0,5)=f(-0,5)
smaragd

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16:30 Uhr, 20.10.2012

Antworten
jetzt bin etwas verwirrt, du sagst dass die funktion für ein element mehrere fnktionswerte hat und du schreibst als bespiel f(0,5)=-0,5 auf i-wie verstehe ich das jetzt nicht??

das heisst alo das es surjektiv ist,aber ich habe oben gezeigt dass es nicht surjektiv ist und du hast es bejaht ???
Antwort
Underfaker

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16:34 Uhr, 20.10.2012

Antworten
Du schreibst etwas ganz anderes als ich. Oo

Ich sagte nicht! "für ein Element mehrere Funktionswerte" denn das darf nicht sein.
Ich sagte: "Für verschiedene Elemente des Definitionsbereichs denselben Funktionswert"

Beispiel, sowohl 12 als auch -12 sind im Definitionsbereich ok?
Aber den Funktionswert den beide haben also f(12) und f(-12) sind gleich, beide ergeben 18, daraus folgt sofort, dass f nicht injektiv ist.

Und mit Surjektivität hatte das nun garnichts zu tun...
smaragd

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16:37 Uhr, 20.10.2012

Antworten
aha okay...wie soll ich deinen beitrag von 16.09 uhr verstehen direkt nach meinem beitrag hast du es gepostet, und ich denke mir das du es auch so verstanden hättest...
Antwort
Underfaker

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16:42 Uhr, 20.10.2012

Antworten
Les mal 16:25 dazu, da schrieb ich dass ich mich korrigieren muss, genau genommen war "aber vom prinizip hast du Recht" falsch.

Dort steht, dass du zu jeder Zahl aus dem Definitionsbereich die gegenzahl hernehmen kannst und beide haben den gleichen Funktionswert, mit Ausnahme der Null ist jede Zahl ungleich irhrer Gegenzahl und das soll unter Injektivität ja gerade nicht sein, wenn wir verschiedene Zahlen einsetzen, dann soll was unterschiedliches rauskommen, wir setzen hier verschiedene Zahlen ein bekommen aber das Gleiche raus.
smaragd

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16:46 Uhr, 20.10.2012

Antworten
ókay :-) hab den zusammenhang net verstanden...also ist es nicht injektiv, aber durch den beweis surjektiv, nicht bijektiv ??
Antwort
Underfaker

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16:51 Uhr, 20.10.2012

Antworten
- Nicht injektiv (f(12)=f(-12))
- Nicht surjektiv (Die 2 wird niemals als Funktionswert angenommen)
- Nicht bijektiv (beides obige)
smaragd

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17:04 Uhr, 20.10.2012

Antworten
die dritte funktion f(x)=5 ist auch nicht injektiv, surjektiv und bijektiv

nicht injektiv weil alle x-werte die selben y-werte haben, nicht surjektiv weil zum beispiel 6 nicht als funktionswert angenommen werden kann () ??
Antwort
Underfaker

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17:08 Uhr, 20.10.2012

Antworten
Jap.
smaragd

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17:15 Uhr, 20.10.2012

Antworten
und das letzte ist injektiv -3,3 haben verschiedene y-werte, nicht surjektiv???
Antwort
Underfaker

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17:22 Uhr, 20.10.2012

Antworten
Wie man beweist verstehst du offenbar noch nciht.

Um zu beweisen, dass etwas nicht für alle Zahlen einer menge gilt, reicht es eine zahl anzugeben für die es nicht gilt (das war oben im prinzip immer der Fall)
Aber wenn du zeigen willst, dass die Funktion injektiv ist, musst du es für alle! Elemente aus dem Definitionsbereich zeigen, nicht nur für das Beispiel 3 und -3

g(x)=x2+x ist sicher nicht injektiv aber 3 und -3 haben verschiedene Funktionswerte...

Für Injektivität musst du zeigen:
f(x1)=f(x2)x1=x2 ok?

[Edit] Fehler gelöscht
smaragd

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12:32 Uhr, 21.10.2012

Antworten
also ich hab sehr viele werte eingesetzt und als ergebnis kommen immer verschiede werte raus, d.h. doch dass die funktion injektiv ist ??? du sagst dass es nicht injektiv ist an welchen werten siehst du das??
Antwort
Underfaker

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12:35 Uhr, 21.10.2012

Antworten
Wo habe ich gesagt "Nicht injektiv" ?

Aber selbst wenn du sehr viele Werte einsetzt, gibt es immer Werte die du nicht geprüft hast, es geht nur in dem du es allgemein zeigst.

Benutze das was ich dir angeboten habe:
Seien x1,x2D beliebig mit f(x1)=f(x2), dann ist das:

x1-2x1-1=x2-2x2-1z. z. ist nun, dass x1=x2
Antwort
Underfaker

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12:38 Uhr, 21.10.2012

Antworten
Solltest du das Beispiel g(x)=x2+x meinen, dann ist klar dass sie nicht injektiv ist, da das eine Parabel ist, logischerweise gibt es (bei nicht eingeschränktem Definitionsbereich) genügend Gegenbeispiele, bspw. hat sie Zwei Nullstellen bei x=0 und x=-1
smaragd

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12:55 Uhr, 21.10.2012

Antworten
ja x1=x2 also ist es nicht injektiv, es ist aber surjektiv da alle reellen zahlen im funtionsbereich sind ???
Antwort
Underfaker

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12:59 Uhr, 21.10.2012

Antworten
Also....

Zitat:

"Für Injektivität musst du zeigen:
f(x1)=f(x2)x1=x2 "

Wenn du nun auch wirklich ermittelt hast, dass x1=x2 ist, wieso sollte es da "nicht injektiv" sein?!

In Worten bedeutet es, wann immer die Funktionswerte an zwei Stellen gleich sind, müssen schon die eingesetzten Elemente gleich sein, daraus folgt, es gibt keine! verschiedenen Elemente des Definitionsbereichs die die gleichen Funktionswerte haben.

Argumentier mal bitte sorgfältig die Surjektivität, also was schreibst du auf, damit es auch formell korrekt ist?
smaragd

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13:06 Uhr, 21.10.2012

Antworten
wenn x1=x2 ist, dann heißt es für mich dass nicht jedes x-wert ein y-wert besitzt, und somit beweise ich die nicht injektivität...z.B. f(x)=2 oder 3 oder 4 allle sind im funktionenbereich der reellen zahlen also surjektiv???
Antwort
Underfaker

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13:18 Uhr, 21.10.2012

Antworten
Wenn f(x1)=f(x2)x1=x2 dann folgt doch nicht daraus, dass es Elemente gibt denen kein Funktionswert zugeordnet wird, das macht überhaupt keinen Sinn und hat auch ncihts mit Injektivität zu tun, das bedeutet, dass es keine Funktion wäre, dem ist aber nicht so, da die Folgerung falsch ist.

Betrachte f(x)=x3

Aus f(x1)=f(x2) folgt immer x1=x2, Beispiel f(4)=f(4)4=4
Du findest keine gleichen Funktionswerte, mit verschiedenen eingesetzten Elementen.
Anders f(x)=z mit z beliebig, hat immer genau eine Lösung, niemals 2 oder gar mehr.

Deine Erklärung für Surjektivität ist alles andere als akzeptabel unter dem Aspekt "mathematische Form".

Wenn dort steht: "Begründen Sie formal: f ist surjektiv" Dann schriebst du ja nicht, "2 oder 3 oder 4 allle sind im funktionsbereich der reellen zahlen also surjektiv"
Mal abgesehen von fragwürdigen Begriffen.
Antwort
Underfaker

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13:32 Uhr, 21.10.2012

Antworten
Ich muss meine Behauptung von oben korrigieren, es werden nicht alle reellen zahlen als Funktionswert angenommen, welche nicht?
smaragd

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13:37 Uhr, 21.10.2012

Antworten
hmm...sehr nett, *verwirrung*

alle reellen zahlen ohne 1, sonst wäre ja nenner=0
Antwort
Underfaker

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13:39 Uhr, 21.10.2012

Antworten
"hmm... sehr nett"

In Anbetracht der zeit die ich für dich aufgewendet habe, denke ich darf ich auch unter beweis stellen, dass ich nicht perfekt bin.

Das hätte dich dennoch nicht aus der Fassung bringen dürfen, denn wenn du zeigen wolltest, dass f surjektiv ist, musst du ja irgendwo an eine Grenze stoßen.

"alle reellen zahlen ohne 1, sonst wäre ja nenner=0"
Das ist eine Aussage über den Definitionsbereich, dass sagt nicht warum f nicht surjektiv ist, oder meinst du etwas bestimmtes?
smaragd

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13:50 Uhr, 21.10.2012

Antworten
vielen lieben dank...für die zeit und deine außerordentliche gedult, die du für mich aufbringst :-D) ;-)

kann es vllt sein wenn ich für f(x)0 einsetze dass 2 rauskommt, und somit ich die nicht surjektivität beweisen kann??
Antwort
Underfaker

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13:54 Uhr, 21.10.2012

Antworten
f(0)=2 ist zwar richtig, damit hast du aber nur gezeigt, dass an der Stelle 0 der Funktionswert 2 ist.
Zur Erinnerung: Surjektiv bedeutet, alle Elemente des Wertebereichs (hier ) werden als Funktionswert angenommen.

Nicht Surjektiv, es gibt eine reelle Zahl die "nicht" angenommen wird.
Finde eine relle Zahl (zum Beispiel mit dem Funktionsgraphen) die nie Funktionswert von f ist.
smaragd

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14:02 Uhr, 21.10.2012

Antworten
1?? die funktion nähert sich an die 1 aber wird niemals 1 ??
Antwort
Underfaker

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14:05 Uhr, 21.10.2012

Antworten
Du könntest noch f(x)=1 also x-2x-1=1 versuchen umzustellen, dann siehst du , dass es nicht funktioniert, daraus folgt nicht surjektiv. Ok?

[Edit] noch einen Fehler verbessert...
smaragd

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14:16 Uhr, 21.10.2012

Antworten
okay, das war der beweis für nicht injektiv...aber es ist doch auch nicht surjektiv, da 1 nicht als reelle zahl angenommen werden kann oder??
Antwort
Underfaker

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14:22 Uhr, 21.10.2012

Antworten
-.- Oben muss natürlich "surjektiv" stehen, sorry zu oft bereits geschrieben.

Also das was wir als letztes gemacht haben war für Surjektivität, wir folgern f ist nicht surjektiv.

Für Injektivität siehe:
Post von 12:59
Hier steht was zu zeigen ist, um Injektivität nachzuweisen, dann hast du es (hoffentlich) gezeigt, damit folgt f ist injektiv, Punkt.

Ok?

Damit wären alle Funktion hinsichtlich dieser Eigenschaften geprüft.
smaragd

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14:29 Uhr, 21.10.2012

Antworten
vielen dank, also ist es injektiv und nicht surjektiv und bijektiv :-)
Antwort
Underfaker

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14:30 Uhr, 21.10.2012

Antworten
Wenn du nicht bijektiv meinst, dann ja.
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