Injektive Funktionen erklärt

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Questions and Answers

Welche der folgenden Aussagen beschreibt eine injektive Funktion am besten?

  • Mehrere Werte im Definitionsbereich können den gleichen Wert im Wertebereich haben.
  • Jeder Wert im Definitionsbereich hat einen eindeutigen Wert im Wertebereich. (correct)
  • Die Funktion ist periodisch.
  • Jeder Wert im Wertebereich hat einen eindeutigen Wert im Definitionsbereich.

Nenne eine Bedingung, die erfüllt sein muss, damit eine Funktion als injektiv gilt.

Verschiedene Eingaben führen zu verschiedenen Ausgaben.

Ordne die Funktionen danach, ob sie injektiv sind oder nicht.

f(x) = x + 1 = Injektiv f(x) = x^2 = Nicht injektiv f(x) = 2x - 3 = Injektiv f(x) = |x| = Nicht injektiv

Die Funktion f(x) = c, wobei c eine Konstante ist, ist injektiv.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen beschreibt eine surjektive Funktion korrekt?

<p>Jede Zahl im Wertebereich wird von mindestens einer Zahl im Definitionsbereich getroffen. (C)</p> Signup and view all the answers

Die Funktion $f(x) = x^2$ mit $x \in \mathbb{R}$ ist surjektiv, wenn der Wertebereich alle reellen Zahlen umfasst.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Eine Funktion ist nicht surjektiv, wenn ihr Wertebereich ______ enthält, die von keiner Eingabe erreicht werden.

<p>Lücken</p> Signup and view all the answers

Welche Änderung würde bewirken, dass die Funktion $f(x) = x^2$ für $x \in \mathbb{R}$ surjektiv wird?

<p>Den Wertebereich auf positive reelle Zahlen beschränken. (A)</p> Signup and view all the answers

Eine Funktion kann bijektiv sein, auch wenn ein Wert im Wertebereich nicht von einem Wert im Definitionsbereich erreicht wird.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Nennen Sie die zwei Eigenschaften, die eine Funktion erfüllen muss, um als bijektiv zu gelten.

<p>injektiv und surjektiv</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Funktionen ist bijektiv, wenn der Definitions- und Wertebereich die Menge der reellen Zahlen $\mathbb{R}$ ist?

<p>$f(x) = 2x - 3$ (D)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen beschreibt korrekt das Kontrapositivum einer Wenn-Dann-Aussage?

<p>Wenn A, dann B wird zu Wenn nicht B, dann nicht A. (B)</p> Signup and view all the answers

Formulieren Sie das Kontrapositivum der folgenden Aussage: 'Wenn es regnet, dann ist die Straße nass.'

<p>Wenn die Straße nicht nass ist, dann regnet es nicht.</p> Signup and view all the answers

Welche logische Beziehung besteht zwischen einer Wenn-Dann-Aussage und ihrem Kontrapositivum?

<p>Sie sind logisch äquivalent. (D)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage beschreibt das Schubfachprinzip korrekt?

<p>Wenn die Anzahl der Objekte größer ist als die Anzahl der Schubladen, enthält mindestens eine Schublade mehr als ein Objekt. (A)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen beschreibt den Unterschied zwischen Zielmenge und Bildmenge einer Funktion am besten?

<p>Die Zielmenge enthält alle potentiellen Ausgabewerte, während die Bildmenge alle tatsächlich erreichten Ausgabewerte enthält. (A)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Was bedeutet Injektiv?

Eine Funktion, bei der jede Eingabe zu einer eindeutigen Ausgabe führt. Kein Ausgabewert wird doppelt verwendet.

Beispiel für eine injektive Funktion

f(x) = 2x ist injektiv, da jede eingesetzte Zahl ein eindeutiges Ergebnis liefert und jede Zahl kommt nur einmal vor.

Was bedeutet Surjektivität?

Jede Zahl im Wertebereich wird von mindestens einer Eingabe getroffen; es gibt keine "Lücken" in der Ausgabe.

Beispiel für Surjektivität

g(x) = x³ für x ∈ R ist surjektiv, da jede reelle Zahl als Ergebnis vorkommt.

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Wann ist eine Funktion nicht surjektiv?

Eine Funktion, die nur positive Werte erzeugt (z.B. x²), ist nicht surjektiv, wenn auch negative Zahlen im Wertebereich liegen.

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Was bedeutet Bijektivität?

Eine Funktion ist bijektiv, wenn sie sowohl injektiv als auch surjektiv ist. Das bedeutet, dass jeder Wert im Ausgabebereich genau einmal vorkommt.

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Beispiel für Bijektivität

ℎ(𝑥) = 𝑥 + 1 𝑥∈𝑅 Jede Zahl kommt genau einmal vor (injektiv). Alle Zahlen können getroffen werden (surjektiv). ->Also ist die Funktion bijektiv!

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Was ist das Kontrapositivum?

Eine logische Umformung einer Wenn-Dann-Aussage.

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Beispiel eines Kontrapositivum

Aussage: "Wenn es regnet, dann ist die Straße nass." A⇒B

Kontrapositivum: "Wenn die Straße nicht nass ist, dann hat es nicht geregnet." ¬B⇒¬A

Beide Aussagen sagen im Grunde dasselbe aus!

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Schubfachprinzip (Dirichlet)

Ein Prinzip, das besagt, dass in einer Sammlung von n+1 Objekten, die in n Behälter gelegt werden, mindestens ein Behälter mehr als ein Objekt enthalten muss.

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Schubfachprinzip Geburtstagsbeispiel

In einer Gruppe von 367 Personen müssen mindestens zwei Personen am selben Tag Geburtstag haben.

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Was ist die Bildmenge?

Die Menge aller tatsächlichen Ausgabewerte einer Funktion.

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Was ist die Zielmenge?

Die Menge, in der die Funktion potenziell ihre Werte haben könnte.

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Study Notes

  • Eine Funktion wird als injektiv (oder eins-zu-eins) bezeichnet, wenn jede unterschiedliche Eingabe zu einer unterschiedlichen Ausgabe führt.
  • Dies bedeutet, dass kein Wert im Bildbereich der Funktion mehr als einmal als Ergebnis vorkommt.

Beispiel für Injektivität

  • Die Funktion f(x) = 2x ist injektiv.
  • Setzt man x = 1 ein, erhält man f(1) = 2.
  • Setzt man x = 2 ein, ergibt sich f(2) = 4.
  • Jeder Wert im Bildbereich dieser Funktion tritt nur einmal auf.

Surjektivität (auf)

  • Eine Funktion ist surjektiv, wenn jede Zahl im Wertebereich von mindestens einer Eingabe getroffen wird.
  • Es gibt keine „Lücken“ in der Ausgabe.

Beispiel für Surjektivität

  • 𝑔(𝑥) = 𝑥³ für 𝑥∈𝑅 ist surjektiv, da jede Zahl (positiv oder negativ) irgendwann erreicht wird.
  • Eine Funktion, die nur positive Werte erzeugen kann (z. B. x²) ist nicht surjektiv, wenn auch negative Zahlen im Wertebereich liegen sollen.

Bijektiv (eins-zu-eins und auf)

  • Eine Funktion ist bijektiv, wenn sie injektiv und surjektiv gleichzeitig ist.
  • Das heißt, jeder Wert in der Ausgabe kommt genau einmal vor.

Beispiel für Bijektivität

  • ℎ(𝑥) = 𝑥 + 1 wobei 𝑥∈𝑅
  • Jede Zahl kommt genau einmal vor, also ist sie injektiv.
  • Alle Zahlen können getroffen werden, also ist sie surjektiv und somit ist die Funktion bijektiv.

Kontrapositivum

  • Das Kontrapositivum ist eine logische Umformung einer Wenn-Dann-Aussage.
  • Wenn eine Aussage die Form "Wenn A, dann B" (A⇒B) hat, dann ist das Kontrapositivum: "Wenn nicht B, dann nicht A" (¬B⇒¬A).
  • Das Kontrapositivum ist immer logisch äquivalent zur ursprünglichen Aussage.

Schubfachprinzip (Dirichletsches Schubfachprinzip)

  • Wenn mehr Objekte als Schubladen vorhanden sind und jedes Objekt in eine Schublade gelegt wird, muss mindestens eine Schublade mindestens zwei Objekte enthalten.

Beispiel Geburtstage

  • Es gibt 366 mögliche Geburtstage (inklusive 29. Februar).
  • Wenn sich 367 Personen in einem Raum befinden, müssen mindestens zwei Personen am selben Tag Geburtstag haben.

Bildmenge (Wertemenge) und Zielmenge

  • Die Bildmenge (auch Wertemenge genannt) ist die Menge aller möglichen Ausgabewerte einer Funktion.
  • Die Zielmenge ist die Menge, in die die Funktion theoretisch Werte schicken könnte.
  • Die Bildmenge enthält nur die tatsächlich erreichten Werte.

Beispiel Bildmenge und Zielmenge

  • Funktion: f(x) = x²
  • Zielmenge: ℝ (alle reellen Zahlen)
  • Bildmenge: [0, ∞], da Quadrate nie negativ sind.

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