1.1. A függvény egyértelmű hozzárendelés

iDevice ikon

Minden emberhez hozzárendelve a hajszálai számát, elvégzünk egy olyan megfeleltetést az ember és a természetes számok között, mely szerint az összes ember azzal az egyetlen számmal lesz összerendelve, ami az ő hajszálainak a számával egyenlő. Egyszerű szóhasználattal: minden ember meghatároz egy számot, a saját hajszálainak számát. (A függvénytanban a 0 is természetes szám.)

Formálisan: az E halmaz elemei emberek, a H halmaz elemei természetes számok. Az f függvény az a recept vagy utasítás (latin eredetű szóval funkció), mely szerint bármely e emberhez valamelyik n számot rendeljük: f:e→n. Ha az f függvényt egy hajszámoló berendezésnek képzeljük, akkor abba beküldve az e embert, a berendezés kiküld egy n számot; formálisan: f(e)=n.

Természetesen több embernek is lehet ugyanannyi hajszála, tehát fordítva nem lenne igaz, hogy a szám határozza meg az embert. Úgy is mondhatjuk, hogy az embertől függ a hajszálainak száma, nem pedig fordítva.

Ha az egyik halmaz minden eleméhez valamely szempont szerint egyértelműen hozzárendeljük a másik halmaz pontosan egy elemét, akkor a konkrét szempont szerint az egyik halmaz összes elemét egyértelműen leképeztük a másik halmaz elemeire.

 

Vannak példák kölcsönösen egyértelmű leképezésre is. Például a biztosított autók és az érvényes biztosításaik között, hiszen minden biztosított autónak egyetlen érvényben lévő biztosítása lehet, és minden egyes autóbiztosítás egy autóra vonatkozik. Ilyen esetben a 2 dolog képes egymást egyértelműen meghatározni, vagyis bármelyik függ a másiktól.

Formálisan: az A autók halmaza és a B biztosítások között 2-féle függvény is felírható, hiszen az egyik meghatározza az a autó b biztosítását, a másik pedig az adott b biztosításhoz adja meg pontosan az a autót. Tehát fennáll a következő 2 egyértelmű leképezés: f: ab és g: ba. Ha ezeket a függőség nyelvén fogalmazzuk meg, akkor f(a)=b és g(b)=a; vagyis a 2 függvény egymás után történő alkalmazása egymás után kiadja az eredeti bemenetet: g(f(a))=g(b)=a illetve f(g(b))=f(a)=b. Az ilyen függvények egymás dolgát (funkcióját) visszaállítják, hivatalosan inverzei egymásnak.

Gondoljuk meg: ha nemcsak a biztosított autók, hanem az összes autó halmazából indultunk volna ki, akkor nem lenne igaz, hogy az autók mindegyikéhez találnánk egyértelmű biztosítást. Ekkor nem létezne az f, csak a g leképezés.

 

A függvényfogalom definíciójából 2 feltételt kell tudatosítani:

  • egyrészt a kiindulási halmaz minden elemére elvégezhető a hozzárendelés,
  • másrészt a hozzárendelés egyértelmű, vagyis az utasítás szerint bármely bemenő elemhez pontosan egy kimenő elem tartozik.

Ezért hívjuk a függvény kiindulási elemeinek halmazát értelmezési tartománynak, a függvényértékekét pedig értékkészletnek.

Ha azt is végiggondoljuk, hogy nem az összes természetes szám válik függvényértékké a hajszálak emberekhez való hozzárendelésénél, akkor megállapíthatjuk, hogy a függvényértékeknél jóval bővebb a H halmaz, vagyis a leképezés a H halmazba, nem pedig a H halmazra történik.

A biztosítások g leképezése is az összes autók halmazába, de a biztosított autók halmazára történik.

 

További példák függvények létrehozhatóságára:

A halmaz

B halmaz

f: A B

g: B A

anyák

gyerekek

nem létezik

létezik

anyák

elsőszülött gyerekek

létezik

létezik

diákok

szakok

létezik

nem létezik

diákok

vizsgajegyek

nem létezik

nem létezik

diákok

vizsgatárgyak

nem létezik

nem létezik

dolgozók

belépési dátumok

létezik

nem létezik

nem nulla számok

reciprokok

létezik

létezik

x valós számok

y=x2-4 valós számok

létezik

nem létezik

x pozitív számok

y=lg x valós számok

létezik

létezik