單射是對于不同的輸入元素,對應的輸出元素也不同;滿射是函數的值域等于輸出元素集合。例如:f(x) = x^2 是單射但不是滿射,因為負數沒有平方根;g(x) = x^2 是滿射但不是單射,因為不同的正數對應相同的輸出值;h(1) = a,h(2) = b,h(3) = c 是單射且滿射。
單射和滿射的定義
定義:
單射(一對一映射):
一個函數 f: A → B 被稱為單射或一對一映射,當且僅當對于 A 中的任意兩個不同元素 a 和 b,f(a) 和 f(b) 也不同,即 f(a) ≠ f(b)。
滿射(滿射映射):
一個函數 f: A → B 被稱為滿射或滿射映射,當且僅當對于 B 中的任意元素 b,都存在一個 A 中的元素 a 使得 f(a) = b。換句話說,f 的值域等于 B。
區別:
- 單射關注函數對輸入元素的區分能力,即不同的輸入元素對應不同的輸出元素。
- 滿射關注函數對輸出元素的覆蓋能力,即函數的值域包含整個 B 集合。
例如:
- 函數 f: R → R,定義為 f(x) = x2,是單射但不是滿射(因為負數沒有平方根)。
- 函數 g: R → [0, ∞),定義為 g(x) = x2,是滿射但不是單射(因為不同的正數對應相同的輸出值)。
- 函數 h: {1, 2, 3} → {a, b, c},定義為 h(1) = a,h(2) = b,h(3) = c,是單射且滿射,因為不同的輸入對應不同的輸出,且輸出值覆蓋了整個 B 集合。