假定对于集合A中的每个元素,我们都惟一地分配集合B的一个元素与之对应,这样的分配称为从A到B的函数。 集合A称为此函数的定义域,集合B称为此函数的上域。
通常用记号来表示函数,设f表示从A到B的函数,则记:
诗作“f为从A到B的函数”或者“f将A映射到B”。
如果a \in A,则f(a)(读作a的f像)表示由f分配给a的B中的惟一的元素,称为a在f下的像值,或者f在a处的值。 所有这些像值的集合称为f的 值域 或 像。 f: A \to 的像记作 Ran(f) 或者 Im(f) 或 f(A).
常常使用数学公式表示函数,如: $$ f(x) = x^2, x \to x^2,y = x^2 $$
对于最后一种记法,x称为自变量,y称为因变量。
每个函数f: A \to B产生一个从A到B的关系,称为f 的图,定义为: $$ 图 f = {(a, b): a \in A, b = f(a)} $$
两个函数f: A \to B 与g: A \to B称为相等,记作 f = g,如果对每个a \in A,有 f(a) = g(a)。 也就是说,它们有相同的图。
定义3.1 函数 f: A \to B是一个从A到B的关系(即A \times B的一个子集),使得每个a \in A都属于f的惟一有序偶(a, b)。
考虑函数f: A \to B和 g: B \to C,即f的上域就是g的定义域,由此我们可以得到一个新的从A到C的函数,称为f与g的复合函数,记作 g \circ f,定义为: $$ (g \circ f)(a) \equiv g(f(a)) $$
对于任意的函数f: A \to B,有 $$ f \circ l_A = f, l_B \circ f = f $$
其中,l_A与l_B分别为A,B上的恒同函数。
举例:
一一 函数f: A \to B,如果定义域A中的相异元素具有相异的像,称 f 为一一的(记作 1-1)。换言之,如果f(a) = f(a') 蕴含 a = a',称f是一一的。
映上 函数f: A \to B,如果 B 的每个元素都是 A 的某个元素的像,称f: A -> B 为映上的。
定理3.1: 函数f:A \to B是可逆的,当且仅当f既是一一的,又是映上的。
如果函数f: A \to B既是一一的,又是映上的,则称f为A与B之间的一个一一对应。
一一的函数又称为 单射,映上又称为 满射,一一对应称为 双射。
一个双射的函数 σ: X → X 被称为 X 上的置换。X上的置换的合成与逆,及 X 上的恒等函数也是 X 上的置换。