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Wenn f und g injektive Funktionen sind, ist auch die Verkettung f ° g, definiert durch ( f ° g)( x): = f ( g ( x)) Frage 6 Ab jetzt geht es um Abbildungen zwischen beliebigen Mengen A und B. Was weiß man über A und B, wenn eine bijektive Abbildung f: A → B existiert? a) Es muss A = B gelten b) A und B müssen gleichmächtig sein. b): Frage 7 Wenn eine bijektive Abbildung f: A → B existiert, müssen A und B gleichmächtig sein. Was kann aber trotzdem gelten? a) A kann eine echte Teilmenge von B sein b) B kann eine echte Teilmenge von A sein Frage 8 Jetzt geht es um Abbildungen f: A → A, wobei A eine endliche Menge sein soll mit | A | vielen Elementen. Die Anzahl aller bijektiven Abbildungen ist a) 2 | A | b) | A |! Rechnen mit Zeitangaben - bettermarks. c) | A | 2 d) 1 + 2 +... + | A | c): d): Frage 9 Es seien A, B und C Mengen mit | A | = | B | = | C | = n und f: A → B und g: B → C bijektive Funktionen. Wieviele Bijektionen g ° f gibt es insgesamt? a): n! b): Mehr als n! c): Weniger als n! Frage 10 Wenn f: A → B eine injektive, aber nicht surjektive und g: B → C eine surjektive, aber nicht injektive Abbildung ist, dann ist g ° f a) auf jeden Fall injektiv b) auf jeden Fall surjektiv c) eventuell injektiv d) eventuell surjektiv Zur Kontrolle oder zur Auswertung Antwort zur Frage 1: a), b) und c) sind richtig: a) f ( x) = f ( y) ⇔ x - 1 = y - 1 ⇔ x = y Von "links nach rechts" gelesen, ist dies ein Beweis für die Injektivität.
Antwort zur Frage 7: Kreuze bei a) und b): Diese Frage ist ganz einfach zu beantworten, wenn man beispielsweise an die Abzählbarkeit der rationalen Zahlen denkt: Die Mengen der rationalen Zahlen Q ist abzählbar. Es gibt also eine Bijektion von IN nach Q (und damit ist deren Umkehrfunktion eine Bijektion von Q nach IN). Diese Abbildungen sind Beispiele für a) bzw. b). Wem das immer noch zu kompliziert ist: Die Menge der ganzen Zahlen ist eine echte Teilmenge der geraden ganzen Zahlen, die Abbildung f ( z):= 2 z ist eine Bijektion zwischen diesen Mengen. Zuerst zur zehn zurück zur zehn mathe in english. zurück zur Frage zur nächsten Frage Antwort zur Frage 10: Kreuz bei c) und d): Wenn f: A → B eine injektive, aber nicht surjektive und g: B → C eine surjektive, aber nicht injektive Abbildung ist, dann kann g ° f alles Mögliche sein: Im ersten Fall ist g ° f bijektiv, im zweiten Fall weder injektiv noch surjektiv. zurück zur Frage zur Auswertung Antwort zur Frage 6: a) ist falsch, b) richtig: Ein unmathematisches Gegenbeispiel zu a): Ich kann meine zehn Finger sicherlich bijektiv auf die Menge meiner zehn Zehen abbilden, aber die Menge meiner Finger ist natürlich verschieden von der Menge meiner Zehen.
b) Zu jeder reellen Zahl x ist x + 1 ein Urbild: f ( x + 1) = ( x + 1) - 1 = x, also ist die Abbildung surjektiv. c) Wegen " injektiv + surjektiv = bijektiv " muss auch c) angekreuzt werden. zurück zur Frage zur nächsten Frage Antwort zur Frage 5: Die Behauptung ist wahr, eine kurze Beweisskizze: ( f ° g)( x) = ( f ° g)( y) ⇔ f ( g ( x)) = f ( g ( y)) Wegen der Injektivität von f folgt hieraus g ( x) = g ( y) Wegen der Injektivität von g folgt hieraus x = y Antwort zur Frage 2: Richtig: a = 1, b = 1 Nebenrechnung: y = x - 1 ⇔ x = y +1 Die Umkehrfunktion ist daher f -1 ( x) = x + 1, also a = b = +1. Zuerst zur zehn zurück zur zehn mathe see. Antwort zur Frage 9 Kreuz bei a): Hoffentlich nicht irritieren lassen: Die Anzahl aller Bijektionen zwischen zwei Mengen mit n Elementen ist natürlich n! Antwort zur Frage 4: Falsch, wie das folgende Gegenbeispiel zeigt: Die Funktionen f ( x) = x und g ( x) = - x sind bijektiv und damit injektiv, aber ( f + g)( x) = f ( x) + g ( x) = x - x = 0 ist ganz sicher nicht injektiv! Antwort zur Frage 8: Nur b) ist anzukreuzen: Obwohl für | A | = 1 auch c) und d) und für | A | = 3 auch d) richtige Zahlen liefern, wird nur b) als korrekt anerkannt: Die Anzahl aller bijektiven Abbildungen einer Menge mit n Elementen ist n!
Das bedeutet sehr viel zu schreiben und zu rechnen. Ganz besonders schwierig wird das bei Zahlen, die unendlich lang sind. In der Schule werden dir da besonders zwei Gruppen begegnen: periodische Dezimalzahlen, z. \(0{, }\overline6\) irrationale Zahlen, wie die Kreiszahl \(\pi\) Um mit diesen Zahlen überhaupt rechnen zu können, musst du sie auf ein bis drei Nachkommastellen runden. Das kann das Ergebnis sehr ungenau machen. Besser ist es dann, die Dezimalzahl in einen Bruch umzuwandeln und mit dem Bruch weiterzurechnen oder die irrationale Zahl als Variable mitzuführen. Dadurch bleibt die Rechnung so genau wie möglich. Ergänzungen zur Teilbarkeit. Wann ist es praktischer, mit Dezimalzahlen zu rechnen? Es gibt Umstände, unter denen es einfacher ist, mit Dezimalzahlen zu rechnen. Prinzipiell bleibt die Entscheidung, welche Rechenart du anwendest, um etwas auszurechnen, aber immer dir überlassen. Angaben von Größen Größenangaben sind Zahlen, die eine Einheit haben und etwas beschreiben, Zum Beispiel 5 Kilo Mehl. Gerade wenn du gemischte Mengenangaben hast, wie 4 Kilo und 900 Gramm, ist es praktischer, diese Angaben in eine Dezimalzahl umzuwandeln und mit dieser Zahl zur rechnen.
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