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Architekt

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1

22.03.2012, 11:45

Surjektivität beweisen

Ich habe arge Probleme, bei Funktionen Surjektivität zu beweisen/widerlegen. Injektivität ist eig. kein Thema.
Ich hab diese Funktion:
§ h: \Z \to \Z \times \Z §

h(z) = (z + 2, z - 1)

Ist h surjektiv?

Ich weiß, dass das wahrscheinlich recht simpel ist, aber ich würde mich über eine Lösung freuen.

Mein Versuch sah wie folgt aus:
§ w \in \Z §
w = (z + 2, z - 1)

I: w = z + 2
II: w = z - 1

Nach z umstellen:
I: z = w - 2
II: z = w + 1

Einsetzen in h(z):
w = (w - 2 + 2, w + 1 - 1)
w = (w, w)

-> Surjektiv.

Aber das wurde mir bereits zweimal als falsch betitelt. Da es keine allgemeine Lösung gibt und ich, wie gesagt, eher schwach in Surjektivitäts Beweisen bin, hoffe ich mal, das hier mir wer weiterhelfen kann.
Danke im voraus.

P.S.: Da ich es als unerfahrener nicht hinbekommen habe, die Funktionen Zeilenweise und lesbar eingerückt in Tex zu formatieren, hab ich das jetzt mal so gelassen, hoffe das ist ok.
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- Stephan Schmidt -

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2

22.03.2012, 11:55

Ich würd mal sagen, dass die Funktion ganz sicher nicht surjektiv ist.

Widerspruchsbeweis:

Wähle ein §w \in \Z \times \Z: w = (1, 5)§

Damit ergibt sich:

§\begin{align} z + 2 &= 1 \\ z - 1 &= 5 \end{align}§

bzw.

§\begin{align} z &= -1 \\ z &= 6 \end{align}§

Widerspruch => nicht surjektiv

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3

22.03.2012, 12:02

Das kann doch nicht so einfach sein.
Da zwei verschiedene Werte für z rauskommen surjektiv... Das ist allgemein gültig nehme ich mal an?

Folgende Funktion:
Wieder §\Z \to \Z \times \Z§
f(v) = (v - 3, v + 2)
§w \in \Z \times \Z§
w = (3, 5)

3 = v - 3
5 = v + 2

->

6 = v
3 = v

Und fertig ist der Beweis, dass es nicht surjektiv ist?
Ich war der Auffassung, das v und in deinem Fall w eine Zahl sein muss und kein Tupel, und das wir diese Zahl in die Funktion h bzw f eingeben und 2 Zahlen als Tupel erhalten.
Lieg ich da so falsch?
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- Stephan Schmidt -

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4

22.03.2012, 12:05

Surjektiv bedeutet, dass jeder Wert der Zielmenge von der Funktion angenommen wird. Ich hab gezeigt dass das nicht so sein kann, denn um den Wert (1, 5) anzunehmen, müsste die Funktion zwei verschiedene Parameterwerte bekommen <=> Widerspruch -> q.e.d ;)

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5

22.03.2012, 12:08

Surjektiv bedeutet, dass jeder Wert der Zielmenge von der Funktion angenommen wird. Ich hab gezeigt dass das nicht so sein kann, denn um den Wert (1, 5) anzunehmen, müsste die Funktion zwei verschiedene Parameterwerte bekommen. q.e.d ;)

Kann natürlich sein dass ich mich irre...

Hmm, zwei Fragen die sich mir da aber noch stellen:
1. Ist meine Beweistechnik in dem vorherigen Post dann auch korrekt?
2. Würde das nicht heißen, dass, sämtliche Funktionen der Form §\Z \to \Z \times \Z§ nicht surjektiv sind, da sie nur einen und nicht zwei Funktionswerte annehmen?
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- Stephan Schmidt -

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6

22.03.2012, 12:12

1. Ist meine Beweistechnik in dem vorherigen Post dann auch korrekt?

Ich kann dort jetzt mal keinen Unterschied zu meinem Beweis erkennen!?

2. Würde das nicht heißen, dass, sämtliche Funktionen der Form §\Z \to \Z \times \Z§ nicht surjektiv sind, da sie nur einen und nicht zwei Funktionswerte annehmen?

Ja, die Frage hab ich mir auch gestellt, kann sie aber nicht sicher beantworten. Ich könnte mir vorstellen, dass man das (zumindest in §\Z \times \Z§) mit einem Fraktal oder einer raumfüllenden Kurve doch hinbekommt...zumindest für eine endliche Untermenge von §\Z \times \Z§ geht das sicher...

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7

22.03.2012, 12:16

1. Ist meine Beweistechnik in dem vorherigen Post dann auch korrekt?

Ich kann dort jetzt mal keinen Unterschied zu meinem Beweis erkennen!?

Es ist deine Beweistechnik, selbes Prinzip, andere Funktion.
Mir erscheint das ganze nur etwas zu leicht...
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- Stephan Schmidt -

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8

22.03.2012, 12:17

1. Ist meine Beweistechnik in dem vorherigen Post dann auch korrekt?

Ich kann dort jetzt mal keinen Unterschied zu meinem Beweis erkennen!?

Es ist deine Beweistechnik, selbes Prinzip, andere Funktion.
Mir erscheint das ganze nur etwas zu leicht...

Leicht ist ja nicht schlecht ;)

Mir wär zumindest nicht bewusst, wo ich da einen Fehler gemacht hätte...

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9

22.03.2012, 12:20

Wenns passt bin ich zufrieden, bin es nicht gewöhnt es so einfach zu haben.
Vllt. findet ja aber noch jmd. den Fehler oder bestätigt das ganze, würde mich freuen. :)

edit: gut, im Grunde hast du Recht wenn ich das ganze mal Revue passieren lasse.
Du sagst du willst das Tupel (1, 5) und es gibt keine Möglichkeit mit der Funktion bzw. mit nur einem Funktionswert dieses Tupel hervorzubringen. Dot Ende aus.
Verdanke meiner langen Mathe Leitung dieses unheimliche Talent des schnellen verstehens.

Danke soweit. ;)
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- Stephan Schmidt -

Dieser Beitrag wurde bereits 2 mal editiert, zuletzt von »Architekt« (22.03.2012, 12:31)


jokester

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10

22.03.2012, 13:19

Bzgl der Frage ob überhaupt eine surjektive Funktion Z -> Z x Z existiert: jap, sogar eine bijektive. Man kann z.b. einfach die Dezimaldarstellung des Parameters nehmen, die Ziffern an ungerader Stelle "aneinanderkleben" für das erste Element des Tupels und die Ziffern an gerader Stelle fürs zweite Element des Ergebnistupels. Den Beweis dass das Ding wirklich bijektiv ist erspar ich mir aber mal..
"There is a theory which states that if ever anyone discovers exactly what the Universe is for and why it is here, it will instantly disappear and be replaced by something even more bizarre and inexplicable. There is another theory which states that this has already happened" -- Douglas Adams.

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