[wiskunde] inverse functies
Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood
-
- Berichten: 156
[wiskunde] inverse functies
Er worden blijkbaar verschillende visies gehanteerd om te bepalen wanneer een inverse van een functie f ook een functie is
visie 1 zegt:
visie 2 zegt:
Dat visie 2 wordt gebruikt dat begrijp ik niet:
Stel
Als ik de pijlen omdraai van B naar A, dan heeft a4 geen beeld en dus kan de inverse toch geen functie (dus enkel een relatie) zijn?
Weet er iemand hoe dit verschil precies valt te verklaren?
Volgens mij heeft het iets te maken met het het gebruik van codomein en beeld in de definitie van inverse??
EDIT: op deze pagina wordt hetzelfde probleem voorgelegd, de uitleg die daar gegeven wordt is voor mij niet echt bevredigend
visie 1 zegt:
visie 2 zegt:
Dat visie 2 wordt gebruikt dat begrijp ik niet:
Stel
Als ik de pijlen omdraai van B naar A, dan heeft a4 geen beeld en dus kan de inverse toch geen functie (dus enkel een relatie) zijn?
Weet er iemand hoe dit verschil precies valt te verklaren?
Volgens mij heeft het iets te maken met het het gebruik van codomein en beeld in de definitie van inverse??
EDIT: op deze pagina wordt hetzelfde probleem voorgelegd, de uitleg die daar gegeven wordt is voor mij niet echt bevredigend
- Berichten: 7.556
Re: [wiskunde] inverse functies
Visie 1 is formeel correct. Visie 2 is eigenlijk hetzelfde, alleen gaat men er dan impliciet vanuit dat je het codomein van f gelijk maakt aan het beeld (dus je maakt de functie gewoon surjectief door het codomein voldoende te beperken).
Dus in jouw voorbeeld:
Net als in je vorige topic, krijg je hier weer het verschijnsel dat er in de praktijk wat los wordt omgesprongen met het codomein.
Dus in jouw voorbeeld:
\(f:A\to B\)
is injectief, maar niet surjectief. Maar \(g:A\to f(A): g(a)=f(a)\)
is natuurlijk wel surjectief, dus de inverse \(g^{-1}:f(A)\to A\)
bestaat.Net als in je vorige topic, krijg je hier weer het verschijnsel dat er in de praktijk wat los wordt omgesprongen met het codomein.
Never express yourself more clearly than you think.
- Niels Bohr -
- Niels Bohr -
-
- Berichten: 156
Re: [wiskunde] inverse functies
Oh, op die manier.
Maar dit geeft toch een verschil als ik bv. moet bepalen of de inverse functie van een functie bestaat. Bij visie 1 moet de functie f bijectief zijn opdat de inverse functie van een functie f bestaat. Bij visie 2 moet de functie f injectief zijn en maak ik de functie ook surjectief door het codomein te beperken opdat de inverse van een functie f ook een functie is.
Dus dan komen er toch veel meer functies in aanmerking om een inverse functie te hebben in visie 2 dan bij visie 1, omdat ik bij visie 2 het codomein van f mag beperken tot het beeld en bij visie 1 de functie f al van in de opgave injectief én surjectief moet zijn.
Maar dit geeft toch een verschil als ik bv. moet bepalen of de inverse functie van een functie bestaat. Bij visie 1 moet de functie f bijectief zijn opdat de inverse functie van een functie f bestaat. Bij visie 2 moet de functie f injectief zijn en maak ik de functie ook surjectief door het codomein te beperken opdat de inverse van een functie f ook een functie is.
Dus dan komen er toch veel meer functies in aanmerking om een inverse functie te hebben in visie 2 dan bij visie 1, omdat ik bij visie 2 het codomein van f mag beperken tot het beeld en bij visie 1 de functie f al van in de opgave injectief én surjectief moet zijn.
- Berichten: 24.578
Re: [wiskunde] inverse functies
Als je 'netjes' met functies werkt, dus je specifieert domein en codomein aangezien deze strikt genomen onderdeel zijn van de definitie van de functie, dan moet je functie bijectief zijn. We hebben dan immers dat als een functie
Stel bijvoorbeeld dat je de volgende functie beschouwt:
Maar die exp waar we van vertrokken was wel injectief (verschillende argumenten hebben steeds verschillende beelden). Dus als we gewoon de reëelwaardige functie exp op =D> bekijken (geen codomein gespecifieerd), dan kunnen we deze altijd inverteren als we als domein van de inverse functie, het beeld van exp beschouwen. Eigenlijk maak je exp dus impliciet surjectief (door het codomein gelijk aan het beeld te nemen) en dus ook bijectief!
\(f:A \to B\)
een inverse heeft, dat deze gaat van B naar A. Opdat die functie\(g:B \to A\)
bestaat voor elke b in B, moet f daar een beeld hebben (dus moet er een a in A zijn zodat f(a) = b).Stel bijvoorbeeld dat je de volgende functie beschouwt:
\(\exp:\rr \to \rr : x \mapsto e^x\)
We weten dat exp als inverse ln heeft (problematiek van domein/codomein even buiten beschouwing gelaten), dus dan zou de inverse gegeven worden door (ik wissel domein en codomein, maar die zijn hier nu toevallig gelijk genomen...):\(\ln:\rr \to \rr : x \mapsto \ln x\)
Maar dit is problematisch, aangezien deze functie niet goed gedefinieerd is (ln bestaat helemaal niet voor negatieve getallen!).Maar die exp waar we van vertrokken was wel injectief (verschillende argumenten hebben steeds verschillende beelden). Dus als we gewoon de reëelwaardige functie exp op =D> bekijken (geen codomein gespecifieerd), dan kunnen we deze altijd inverteren als we als domein van de inverse functie, het beeld van exp beschouwen. Eigenlijk maak je exp dus impliciet surjectief (door het codomein gelijk aan het beeld te nemen) en dus ook bijectief!
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)
-
- Berichten: 156
Re: [wiskunde] inverse functies
Ik begrijp wel hoe het in elkaar zit, het is degelijk uitgelegd door jullie beiden. Het enige probleem dat ik heb is het volgende:
Stel dat je aanneemt dat de functie f bijectief moet zijn opdat de inverse functie bestaat
Als je bv. een functie f hebt
de functie moet bijectief zijn maar dat is ze niet
omdat ze niet surjectief is vermits
Dus de inverse functie van f bestaat dan strikt gezien toch niet.
Als ik het codomein van f zou beperken tot het beeld dan kan het wel, maar ik vraag me af
of de bekomen inverse functie (dus de inverse functie van f waarvan het codomein beperkt is tot het beeld) dan wel nog de inverse functie van de originele functie f?
Stel dat je aanneemt dat de functie f bijectief moet zijn opdat de inverse functie bestaat
Als je bv. een functie f hebt
de functie moet bijectief zijn maar dat is ze niet
omdat ze niet surjectief is vermits
Dus de inverse functie van f bestaat dan strikt gezien toch niet.
Als ik het codomein van f zou beperken tot het beeld dan kan het wel, maar ik vraag me af
of de bekomen inverse functie (dus de inverse functie van f waarvan het codomein beperkt is tot het beeld) dan wel nog de inverse functie van de originele functie f?
- Berichten: 24.578
Re: [wiskunde] inverse functies
Inderdaad.Dus de inverse functie van f bestaat dan strikt gezien toch niet.
Nee, net om de reden die ik m'n vorig bericht probeerde te benadrukken: strikt genomen zijn domein en codomein een expliciet onderdeel van de definitie van de functie. Je bent dus niet met dezelfde functie bezig, ook al hebben ze hetzelfde voorschrift.aber schreef:Als ik het codomein van f zou beperken tot het beeld dan kan het wel, maar ik vraag me af
of de bekomen inverse functie (dus de inverse functie van f waarvan het codomein beperkt is tot het beeld) dan wel nog de inverse functie van de originele functie f?
\(f:\rr^+ \to \rr : x \mapsto x^2\)
\(g:\rr^+ \to \rr^+ : x \mapsto x^2\)
Hier zijn f en g dus verschillende functies! En f heeft geen inverse, g wel. Die inverse van g is dus geen inverse van f."Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)
-
- Berichten: 156
Re: [wiskunde] inverse functies
Ja, OK.TD schreef:Nee, net om de reden die ik m'n vorig bericht probeerde te benadrukken: strikt genomen zijn domein en codomein een expliciet onderdeel van de definitie van de functie. Je bent dus niet met dezelfde functie bezig, ook al hebben ze hetzelfde voorschrift.
\(f:\rr^+ \to \rr : x \mapsto x^2\)\(g:\rr^+ \to \rr^+ : x \mapsto x^2\)Hier zijn f en g dus verschillende functies! En f heeft geen inverse, g wel. Die inverse van g is dus geen inverse van f.
Als je nu aanneemt dat de functie f injectief moet zijn opdat de inverse functie bestaat en je daarna het codomein van f nog moet beperken (zodat je dus een andere functie g bekomt), dan is de inverse functie die je bekomt de inverse functie van g en niet van f.
Dan wordt daar wel los mee omgesprongen ( ook in degelijke cursussen).
Dus de inverse functie bestaat niet voor bovenstaande f, voor f bestaat er enkel een inverse relatie die geen inverse functie uitmaakt.
(ik ga ervan uit dat de notatie niet noodzakelijk een functie is)
- Berichten: 7.556
Re: [wiskunde] inverse functies
Je begrijpt het volledig (de hele tijd al), en visie 2 springt dus inderdaad los om met deze zaken. Zij doen in feite alsof f:A->B en g:A->f(A) dezelfde functies zijn, maar dat zijn ze zoals gezegd natuurlijk niet (behalve in het bijzondere surjectieve geval f(A)=B). Zolang je het begrijpt en duidelijk bent in je uitleg waarom een functie wel of niet bijectief is, zullen er geen problemen ontstaan.
Never express yourself more clearly than you think.
- Niels Bohr -
- Niels Bohr -
-
- Berichten: 156
Re: [wiskunde] inverse functies
Ok, het bovenstaande begrijp ik nu volledig, bedankt. Op naar het volgende twijfelgeval.
Kloppen deze beweringen allebei? (volgens mij klopt enkel de eerste bewering)
Hoe kan ik snel zien zonder formeel te bewijzen (bv. aan de hand van waarheidstabellen) of deze beweringen waar zijn?
Of kan dit enkel door de (negatie van) bewering te bewijzen aan de hand van bewuijstechnieken voor een implicatie (rechtstreeks bewijs, contrapositie, bewijs uit het ongerijmde, ...).
Kloppen deze beweringen allebei? (volgens mij klopt enkel de eerste bewering)
Hoe kan ik snel zien zonder formeel te bewijzen (bv. aan de hand van waarheidstabellen) of deze beweringen waar zijn?
Of kan dit enkel door de (negatie van) bewering te bewijzen aan de hand van bewuijstechnieken voor een implicatie (rechtstreeks bewijs, contrapositie, bewijs uit het ongerijmde, ...).
- Berichten: 7.556
Re: [wiskunde] inverse functies
Ze zijn beide waar. Bewijs: triviaal
Kijk, f is bijectief dan en slechts dan als f inverteerbaar is. Inverteerbaar wil zeggen: er is een g zodat f(g(x))=x en g(f(x))=x voor alle x (ik laat even domein en codomein ongespecificeerd omdat dat wel duidelijk is uit de rest van het topic).
Stel f is bijectief. Dan is f inverteerbaar. Dus er is g zodat f(g(x))=x en g(f(x))=x voor alle x. Dus voor de functie g bestaat er een inverse functie, namelijk f !!, zodat g(f(x))=x en f(g(x))=x voor alle x. Dus g is inverteerbaar, met inverse f. Dus g is bijectief.
Precies dezelfde redenering geldt voor f en g omgewisseld! Dit komt natuurlijk omdat (f-1)-1=f.
Trouwens, als je zegt "de inverse functie f-1 is bijectief", ga je er al vanuit dat f een inverse functie f-1 heeft. Dus je neemt impliciet aan dat f inverteerbaar, dus bijectief is. Dus de tweede uitspraak is niet eens een uitspraak =D>
Kijk, f is bijectief dan en slechts dan als f inverteerbaar is. Inverteerbaar wil zeggen: er is een g zodat f(g(x))=x en g(f(x))=x voor alle x (ik laat even domein en codomein ongespecificeerd omdat dat wel duidelijk is uit de rest van het topic).
Stel f is bijectief. Dan is f inverteerbaar. Dus er is g zodat f(g(x))=x en g(f(x))=x voor alle x. Dus voor de functie g bestaat er een inverse functie, namelijk f !!, zodat g(f(x))=x en f(g(x))=x voor alle x. Dus g is inverteerbaar, met inverse f. Dus g is bijectief.
Precies dezelfde redenering geldt voor f en g omgewisseld! Dit komt natuurlijk omdat (f-1)-1=f.
Trouwens, als je zegt "de inverse functie f-1 is bijectief", ga je er al vanuit dat f een inverse functie f-1 heeft. Dus je neemt impliciet aan dat f inverteerbaar, dus bijectief is. Dus de tweede uitspraak is niet eens een uitspraak =D>
Never express yourself more clearly than you think.
- Niels Bohr -
- Niels Bohr -
-
- Berichten: 156
Re: [wiskunde] inverse functies
Ze zijn beide waar. Bewijs: triviaal
Inderdaad ... bedankt!