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理解單射函數(shù)

來源:九壹網(wǎng)

是否單射, 這個是函數(shù)的一個屬性。

單射(injective)定義

單射函數(shù)(Injective Function)是指一種函數(shù),它滿足以下條件:

對于任意兩個不同的輸入值 x1 和 x2,如果 x1 ≠ x2,則函數(shù)的輸出值 f(x1) 和 f(x2) 也必須不同,即 f(x1) ≠ f(x2)。

換句話說,單射函數(shù)是指一個函數(shù),它將不同的輸入值映射到不同的輸出值。

公式定義:
? x 1 , x 2 ∈ X , ??? x 1 ≠ x 2 ? f ( x 1 ) ≠ f ( x 2 ) \forall x_1, x_2 \in X, \ \ \ x1 ≠ x2 ? f(x1) ≠ f(x2) ?x1?,x2?X,???x1=x2?f(x1)=f(x2)





單射函數(shù)的一些例子



1. 常見的一次函數(shù)(線數(shù))

下面這個函數(shù) 就是1個單射函數(shù)
f ( x ) = 3 x + 1 , x ∈ R f(x) = 3x + 1 , x \in R f(x)=3x+1,xR



2. 3次函數(shù)

f ( x ) = x 3 + 1 , x ∈ R f(x) = x^3 + 1, x \in R f(x)=x3+1,xR

單射函數(shù)的主要特征

從函數(shù)圖像大概可以得知, 單射函數(shù)隨著x -> 增大, y的值是始終有個增加方向的, 從圖像得知, 函數(shù)圖像始終朝著1個方向, 要么向上, 要么向下, 不能回頭。

但是這個特征不是絕對的, 只適用于連續(xù)的函數(shù)圖像.
例如下面的單射函數(shù)就不符合上面的特征了

f ( x ) = 1 x , x ∈ R ∧ x ≠ 0 f(x) = \dfrac{1}{x}, x \in R \land x \neq 0 f(x)=x1?,xRx=0





非單射函數(shù)的一些例子



1. 常函數(shù)

f ( x ) = 3 f(x) = 3 f(x)=3
這種無論x 取什么值, y都是固定值, 在函數(shù)圖像的展示就是1條直線, 違反了單數(shù)函數(shù)的定義



2. 二次函數(shù)(拋物線)

例子:
f ( x ) = x 2 ? 4 f(x) = x^2 -4 f(x)=x2?4
當(dāng) x = ? 7 x = -\sqrt{7} x=?7 ? 或者 7 \sqrt{7} 7 ? 時 f(x)的值 都等與3, 違反了單射函數(shù)的定義



2. 正弦函數(shù)

f ( x ) = sin ? ( x ) f(x) = \sin(x) f(x)=sin(x)
更加明顯了, 多個循環(huán), 只要x 是 π \pi π的整數(shù)倍, f(x) 的值都是0

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