バイジェクション(全単射)たちのファイナイト(有限)コンポジション(合成)はバイジェクション(全単射)である、もしも、構成要素バイジェクション(全単射)たちのコドメイン(余域)たちが、引き続くバイジェクション(全単射)たちのドメイン(定義域)たちに等しい場合、ことの記述/証明
話題
About: セット(集合)
この記事の目次
開始コンテキスト
ターゲットコンテキスト
- 読者は、バイジェクション(全単射)たちの任意のファイナイト(有限)コンポジション(合成)はバイジェクション(全単射)である、もしも、構成要素バイジェクション(全単射)たちのコドメイン(余域)たちが、引き続くバイジェクション(全単射)たちのドメイン(定義域)たちに等しい場合、という命題の記述および証明を得る。
オリエンテーション
本サイトにてこれまで議論された定義たちの一覧があります。
本サイトにてこれまで議論された命題たちの一覧があります。
本体
1: 構造化された記述
ここに'構造化された記述'のルールたちがある。
エンティティ(実体)たち:
\(\{S_1, ..., S_n\}\): \(S_j \in \{\text{ 全てのセット(集合)たち }\}\)
\(\{S'_1, ..., S'_n\}\): \(S'_j \in \{\text{ 全てのセット(集合)たち }\}\)
\(\{f_1, ..., f_n\}\): \(f_j: S_j \to S'_j\), \(\in \{\text{ 全てのバイジェクション(全単射)たち }\}\)
//
ステートメント(言明)たち:
\(\forall j \in \{1, ..., n - 1\} (S'_j = S_{j + 1})\)
\(\implies\)
\(f_n \circ ... \circ f_1: S_1 \to S'_n \in \{\text{ 全てのバイジェクション(全単射)たち }\}\)
//
2: 自然言語記述
任意のセット(集合)たち\(\{S_1, ..., S_n\}\)、任意のセット(集合)たち\(\{S'_1, ..., S'_n\}\)、以下を満たす任意のバイジェクション(全単射)たち\(\{f_1, ..., f_n\}\)、つまり、\(f_j: S_j \to S'_j\)、に対して、もしも、各\(j \in \{1, ..., n - 1\}\)に対して、\(S'_j = S_{j + 1}\)である場合、\(f_n \circ ... \circ f_1: S_1 \to S'_n\)はバイジェクション(全単射)である。
3: 証明
全体戦略: ステップ1: それはインジェクション(単射)であることを見る; ステップ2: それはサージェクション(全射)であることを見る; ステップ3: 本命題を結論する。
ステップ1:
\(f_n \circ ... \circ f_1\)はインジェクション(単射)である、インジェクション(単射)たちの任意のファイナイト(有限)コンポジション(合成)はインジェクション(単射)であるという命題によって。
ステップ2:
\(f_n \circ ... \circ f_1\)はサージェクション(全射)である、サージェクション(全射)たちの任意のファイナイト(有限)コンポジション(合成)はサージェクション(全射)である、もしも、構成要素サージェクション(全射)たちのコドメイン(余域)たちが、引き続くサージェクション(全射)たちのドメイン(定義域)たちに等しい場合、という命題によって。
ステップ3:
したがって、\(f_n \circ ... \circ f_1\)はバイジェクション(全単射)である。
4: 注
ある\(j\)に対して\(S'_j \subset S_{j + 1}\)である時、\(f_n \circ ... \circ f_1\)はまだ妥当である、しかし、バイジェクション(全単射)ではない。例えば、\(n = 2\)、\(S_1 = \{1\}\)、\(S'_1 = \{2\}\)、\(S_2 = \{2, 3\}\)、\(S'_2 = \{4, 5\}\)、\(f_1: 1 \mapsto 2\)、\(f_2: 2 \mapsto 4, 3 \mapsto 5\)としよう。\(f_2 \circ f_1\)は妥当であるが、サージェクティブ(全射)ではない、なぜなら、\(5\)は\(S_1\)のどの要素からもマップされない。