{ "cells": [ { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "# Funktionen" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "- Funktionen\n", " - Notation und Terminologie\n", " - total und partiell\n", " - injektiv, surjektiv, bijektiv\n", " - Komposition\n", " - Identitätsfunktion\n", " - mehrstellige Funktionen\n", " - charakteristische Funktion einer Teilmenge\n", " - Mengen von Funktionen\n", " - charakteristische Funktion und Potenzmenge" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "## Nützlicher Link\n", "\n", "Vorab der [Wikipedia-Artikel zu Funktionen](https://de.wikipedia.org/wiki/Funktion_(Mathematik%29), der durchaus lesenswert ist, wenn man einen Überblick gewinnen und sich daran gewöhnen möchte, verschiedene Schreibweisen zu lesen. Besonders den Abschnitt [Notation](https://de.wikipedia.org/wiki/Funktion_(Mathematik%29%23Notation) sollte man einmal gelesen haben, da einem der Inhalt häufig begegnen wird." ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "## Funktionsbegriff, Existenz und Eindeutigkeit" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "![Folie 36](Folien/02/slide-43.png)" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "![Folie 37](Folien/02/slide-44.png)" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "### Erklärung Stichpunkt 5: Einschränkung\n", "\n", "Zur Erinnerung: $\\mathbb{N}$ bezeichnet die Menge der natürlichen Zahlen (alle ganzen Zahlen > 0, also $1,2,3,4,5$ usw. $\\mathbb{Q}$ bezeichnet die Menge der rationalen Zahlen (alle Zahlen, die sich als Bruch zweier ganzer Zahlen darstellen lassen). Es gilt also: $\\mathbb{N}\\subset \\mathbb{Q}$.\n", "\n", "Wir betrachten eine Funktion $f:A\\to B$, z.B. die Funktion $f:\\mathbb{Q}\\to\\mathbb{Q}$ mit $f(x)=2x$\n", "\n", "In diesem Fall gilt für die Mengen $A,B$, dass $A=B=\\mathbb{Q}$.\n", "Außerdem gibt es eine dritte Menge $C$, sodass gilt $C\\subset A$. Nehmen wir also an, dass $C=\\mathbb{N}$. (Es gilt ja $\\mathbb{N}\\subset\\mathbb{Q}$, siehe oben).\n", "\n", "Die Funktion $f_{|C}:C\\to B$ ist jetzt die Einschränkung von $f$ auf $C$. $f_{|C}$ nimmt nur natürliche Zahlen als Argumente, aber keine nicht-natürlichen Zahlen. $f_{|C}$ ist also auf die natürlichen Zahlen *eingeschränkt*.\n", "\n", "Beispiele:\n", "- $f(2)=4$ und $f_{|C}(2)=4$\n", "- $f(2.3)=4.6$, aber $ f_{|C}(2.3)$ ist nicht definiert (da $2.3\\notin \\mathbb{N}$).\n", "- $f(-\\frac{1}{3})=-\\frac{2}{3}$, aber $ f_{|C}(-\\frac{1}{3})$ ist nicht definiert (da $-\\frac{1}{3}\\notin \\mathbb{N}$)." ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "## Video zum Funktionsbegriff und zu partiellen und totalen Funktionen" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "## partielle und totale Funktionen" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "![Folie 38](Folien/02/slide-45.png)" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "# Video zum Definitions- und Wertebereich sowie zur Domain und Range" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "## Injektivität, Surjektivität, Bijektivität" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "![Folie 39](Folien/02/slide-48.png)" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "## Video zu Funktionseigenschaften" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "Das Video deckt die Themen partielle und totale Funktion, Injektivität, Surjektivität und Bijektivität am Beispiel $f(x)=x+2$ ab. Folgende Abschnitte sind für die jeweiligen Themen interessant:\n", "\n", "$f : \\mathbb{N} \\to \\mathbb{N}$\n", "- 0:00-1:02 partiell/total\n", "- 1:03-2:18 injektiv\n", "- 2:19-4:20 surjektiv (Es gilt natürlich in dem Beispiel $x \\notin D, x \\notin \\mathbb{N}$).\n", "\n", "$f : \\mathbb{Z} \\to \\mathbb{Z}$\n", "- 4:21-5:27 Einführung, partiell/total\n", "- 5:28-5:41 injektiv\n", "- 5:42-6:53 surjektiv\n", "- 6:54-Ende bijektiv" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "## Komposition von Funktionen" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "![Folie 40](Folien/02/slide-49.png)" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "Komposition bedeutet also, dass mehrere Funktionen 'nacheinander ausgeführt' werden. \n", "\n", "Nehmen wir als Beispiel die Funktionen $f:\\mathbb{N}\\to\\mathbb{N}$ mit $f(x)=5x$ und $g:\\mathbb{N}\\to\\mathbb{N}$ mit $g(x)=x-1$. Für die Komposition $(g\\circ f)(x)=g(f(x))$ wendet man erst die Funktion $f$ und dann die Funktion $g$ an ($f$ steht in $g(f(x))$ ja weiter innen. \n", "\n", "Zum Beispiel gilt $(g\\circ f)(3)=g(f(3))=g(15)=14$. \n", "\n", "**Merke**: $(g\\circ f)(x)=g(f(x))$ ist nicht das selbe wie $(f\\circ g)(x)=f(g(x))$. Zum Beispiel gilt $(f\\circ g)(3)=f(g(3))=f(2)=10$." ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "![Folie 41](Folien/02/slide-50.png)" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "![Folie 42](Folien/02/slide-51.png)" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "![Folie 43](Folien/02/slide-52.png)" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "Diese \"wenn...,sonst\"-Beschreibung einer Funktion mit geschweifter Klammer wird einem häufiger begegnen." ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "![Folie 44](Folien/02/slide-53.png)" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "![Folie 45](Folien/02/slide-55.png)" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": null, "metadata": {}, "outputs": [], "source": [] } ], "metadata": { "kernelspec": { "display_name": "Python 3", "language": "python", "name": "python3" }, "language_info": { "codemirror_mode": { "name": "ipython", "version": 3 }, "file_extension": ".py", "mimetype": "text/x-python", "name": "python", "nbconvert_exporter": "python", "pygments_lexer": "ipython3", "version": "3.6.4" } }, "nbformat": 4, "nbformat_minor": 2 }