Matematik

bijektiv afbildning

24. november 2011 af Mathematica (Slettet) - Niveau: Universitet/Videregående

Se den nedenstående opgave, hvor jeg skal vise, at f er bijektiv, mens g ikke er det.
Jeg ved godt, at bijektion betyder, at der netop findes én løsning til ligningssystemet, (a,b,c) = f(x1,x2,x3), men jeg har som sådan ikke endnu lært værktøjer til at vise så meget - dvs. jeg har ikke kendskab til determinanter eller omformning af matricer, som jeg nok tror man kan bruge.
Derfor ved jeg ikke, hvordan man skal vise det. I min bog laves et eksempel med en lignende opgave, hvor de løser ligningssystemet, og så siger, at man kan se ved at gøre prøve, at afbildningen er bijektiv, men det ville jo nok aldrig være et stringent matematisk argument. Hvad ville I gøre? (måske kunne man bruge, at de to afbildninger næsten ens bortset fra det ekstra led i første række i g's afbildning)
I det hele taget er jeg ret interesseret i at forstå den dybere grund bag, hvornår en afbildning er bijektiv og ikke er? Hvad er det som har betydning, og vil jeg lære dette, når jeg lærer at omforme matricer og udregne determinanter?
Mange tak :)

Vedhæftet fil: Untitled (1).pdf

Brugbart svar (0)

Svar #1
24. november 2011 af Andersen11 (Slettet)

Hvis ligningssystemet

x1+x2 = a1
x2+x3 = a2
x1+x3 = a3

har netop een løsning, er afbildningen f bijektiv. Man ser let, at

x1-x3 = a1-a2
x1+x3 = a3 , så

x1 = (a1+a3-a2)/2
x3 = (a2+a3-a1)/2
x2 = (a1+a2-a3)/2

hvorfor f er bijektiv.

Tilsvarende har vi for g

x1+x2+2x3 = a1
x2+x3 = a2
x1+x3 = a3

hvor vi af de to sidste ligninger ser

x1+x2+2x3 = a2+a3

og dermed

x1+x3 = a1-a2
x1+x3 = a3

Generelt gælder der ikke, at a1 er lig med a2+a3 , dvs. vi kan finde vektorer (a1,a2,a3), der ikke er billede af nogen vektor ved afbildningen g.

Vælger vi omvendt en vektor (a1,a2,a3) hvor a1 = a2+a3, kan vi frit vælge en værdi for x3, og fastsætte

x1 = a3-x3
x2 = a2-x3

og der vil gælde g(x1,x2,x3) = (a1,a2,a3) ,

dvs, der er uendeligt mange vektorer (x1,x2,x3) der afbildes i (a1,a2,a3) ved afbildningen g, og afbildningen g kan da ikke være bijektiv.


Skriv et svar til: bijektiv afbildning

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.