双射简介
设f是从集合A到集合B的
映射,若f(A)=B,即B中任一元素b都是A中某元素的像,则称f为A到B上的
满射;
若对A中任意两个不同元素a
1不等于a
2,它们的像f
1不等于f
2,则称f为A到B的
单射;
若映射f既是单射,又是满射,则称映射f为A到B的“双射”(或“
一一映射”)。 函数为双射当且仅当每个可能的像有且仅有一个变量与之对应。
函数f: A → B为双射当且仅当对任意b∈B存在唯一a∈A满足f(a) = b。
函数f : A → B为双射
当且仅当其可逆,即,存在函数g: B → A满足g o f = A上的
恒等函数,且f o g为B上的恒等函数。
两个双射的复合也是双射。如g o f为双射,则仅能得出f为
单射且g为
满射。
如果X,Y皆为
实数集
R,则双射函数f:
R→
R可以被
视觉化为两根任意的水平直线只相交正好一次。(这是水平线测试的一个
特例。)

映射函数
双射定义
在
集合论中,一个由集合
X至集合
Y的映射称为
双射的,若对集合
Y内的任意元素
y,存在唯一一个集合
X内的元素
x,使得
y =
f(
x)。
换句话说,f为双射的若其为两集合间的一对一对应,亦即同时单射且满射。
例如,由
整数集合至的函数succ,其将每一个整数
x连结至整数succ(
x)=x+1,及另一函数sumdif,其将每一对实数(
x,
y)连结至sumdif(
x,
y) = (
x +
y,
x −
y)。
一双射函数亦称为置换。后者一般较常使用在X=Y时。以由X至Y的所有双射组成的集合标记为XY.
双射函数在许多数学领域扮演着很基本的角色,如在
同构(和如
同胚和微分同构等相关概念)、
置换群、
投影映射及许多其他概念的基本上。

三角函数图像
双射举例
假设存在关于x的函数:y=2x+3,对于任何x
∈R及y∈R,由于y是x的
线性函数,因此对于任何x都有唯一确定的y与其对应。又通过整理可以得到x=(y-3)/2,因此对于任何y,也有唯一确定的x与其对应。这样,在y=2x+3在x∈R、y∈R的域中就是一个双射函数。
而对于函数y=x+2,对于x∈R、y∈R的
取值范围内,对于任何x,都有唯一确定的y与其对应。但对于
y≠2,任何y都对应2个不同的x。这样y=x^+2在x∈R、y∈R的取值范围内,不是双射函数。但对于x∈[0,+∞)、y∈[2,+∞)。对于任何x,都有唯一确定的y与之对应,而对于任何y,都有x=(y-2)^0.5,即唯一确定的x与之对应。因此它是一个双射函数。
双射应用
双射的原理是一组关系,在判别某一种想法在应用能否双向的找到某一唯一对应的事物,理论上通常要判断这种想法是否满足双射的关系。因为具体的实施这一想法的途径我们是并不知道的,所以需要抽象出他们的关系,找到这个双射,如果找不到,并且验证这个双射不存在,那么想法是不可能实现的。
双射性质
(1)一由
实数R至
R的函数
f是双射的当且仅当其图像和任一水平线相交且只相交于一点。
(2)设
X为一集合,则由
X至其本身的双射函数,加上其
复合函数(0)的运算,会形成一个群,一个
X的对称群,其标记为S(
X)、
SX或
X!。
(3)取一定义域的
子集A及一
陪域的子集
B,则|
f(
A)| = |
A| 且
。
(4)若X和Y为具相同势的有限集合,且f: X → Y,则下列三种说法是等价的:
f 为一双射函数;
f 为一满射函数;
f 为一单射函数。
双射双射与势