ข้ามไปยังเนื้อหา

T.7 · ภาพเซต ความสัมพันธ์สมมูล และการปฏิเสธเชิงตรรกะ

GRE Subject Test · GRE Mathematics · หัวข้อ 20

ดูสไลด์ ฝึกฝน
20

ขอบเขตและเงื่อนไขก่อนเข้าเรียน

เตรียมสอบ GRE ระดับปริญญาตรี วัตถุประสงค์ภายในขอบเขต ETS ที่ทบทวนนี้คือการสอนต้นฉบับ ไม่ใช่การทดสอบหรือตัวทำนายคะแนนอย่างเป็นทางการ

ความรู้ก่อนหน้า: Set operations, quantifiers, functions และ elementary proof

  • พิสูจน์เอกลักษณ์ของภาพและแยกแยะความสัมพันธ์การรวมย่อยออกจากความเท่ากัน
  • ตรวจสอบสมบัติสะท้อน สมมาตร และสมทรานซิทีฟด้วยกรณีตัวอย่างที่ชัดเจน
  • ปฏิเสธ implication และประโยคที่มีตัวบอกปริมาณโดยไม่เปลี่ยนขอบเขตความหมาย

preimage: เซตของค่าเริ่มต้น whose outputs อยู่ภายในเซตเป้าหมายที่กำหนด

equivalence relation: ความสัมพันธ์ที่เป็น reflexive, symmetric และ transitive

คำศัพท์ ฝึกฝน
English ไทย
preimage/ˌpriːˈɪmɪdʒ/ ภาพย้อนกลับ
equivalence relation/ɪˈkwɪvələns rɪˈleɪʃn/ ความสัมพันธ์สมมูล
20

เลือกใช้วิธีและให้เหตุผลประกอบ

สำหรับ f:X→Y และ A⊆X, ภาพ f(A) ประกอบด้วย output ทั้งหมด f(a) โดยที่ a ∈ A จุดหนึ่งจะอยู่ใน f(A∪B) ก็ต่อเมื่อจุดนั้นมาจาก A หรือ B ดังนั้น f(A∪B)=f(A)∪f(B) หาก A⊆B แล้ว f(A)⊆f(B) สำหรับผลตัดกัน จะได้ว่า f(A∩B)⊆f(A)∩f(B) เป็นจริงเสมอ: output เดียวอาจมาจาก input ที่แตกต่างกัน ใช้ f(x)=x², A={−1}, B={1}; ภาพทางซ้ายเป็นเซตว่าง ในขณะที่ผลตัดกันทางขวาคือ {1}

Preimages behave differently. For C⊆Y, f⁻¹(C) here denotes the set of all inputs sent into C, even if f has no inverse function. Membership in two preimages means the very same input maps into both target sets. Consequently preimages preserve unions, intersections and complements relative to the stated domain/codomain. Do not transfer a theorem about preimages to images. If f is injective, image intersections do become equal, because equal outputs then force a shared input.

ความสัมพันธ์ R บน X เป็น reflexive เมื่อ xRx สำหรับทุก x, เป็น symmetric เมื่อ xRy implicates yRx, และเป็น transitive เมื่อ xRy และ yRz implicates xRz ทั้งสามข้อนี้สร้าง equivalence relation; kelas ของมันจะ partition X บนจำนวนเต็ม, xRy เมื่อ x และ y มีเศษเหลือเท่ากัน modulo สี่ ให้ kelas สี่ kelas ความสัมพันธ์ |x−y|≤1 เป็น reflexive และ symmetric แต่ไม่ใช่ transitive: 0R1 และ 1R2 แต่ 0 ไม่มีความสัมพันธ์กับ 2 การตรวจสอบเพียงแผนภาพหรือสองสมบัติไม่เพียงพอ

An implication P⇒Q is false exactly when P is true and Q false. Thus the negation of P⇒(Q∧R) is P∧(¬Q∨¬R), not ¬P⇒(¬Q∧¬R). Negating “every x has property A” gives “there exists x without A”; negating “there exists x” gives “every x does not”. A counterexample can disprove a universal claim, while examples cannot prove it. The quantifiers retain their order when individually negated: ¬(∀x∃y S(x,y)) is ∃x∀y ¬S(x,y).

20

ตัวอย่างเหตุผลประกอบ

ให้ f map ทั้ง a และ b ไปยัง label L. ด้วย A={a}, B={b}, f(A∩B)=∅ แต่ f(A)∩f(B)={L}. สำหรับ xRy ที่นิยามโดย x=y หรือ x=−y บน R, reflexivity และ symmetry ตามมาโดยตรง, และการเปลี่ยนเครื่องหมายสองครั้งยังคงให้ z=±x, พิสูจน์ transitivity. Classes คือ {x,−x}, กับ {0} เป็น singleton. ข้อความเท็จ “ไฟล์ที่จัดเก็บทุกไฟล์มี hash” หมายความว่าอย่างน้อยหนึ่งไฟล์ที่จัดเก็บไม่มี hash; มันไม่ได้หมายความว่าไฟล์ทั้งหมดไม่มี hash.

Arrow diagram: a and b in disjoint sets both map to the same output L
f(A ∩ B) อาจเป็นเซตว่างในขณะที่ f(A) ∩ f(B) ไม่เป็น: ภาพรวมไม่รักษาการตัดกัน
20

Conditions and counterexamples

f⁻¹(C) อาจหมายถึง preimage set โดยไม่มี inverse function. Relation ที่เป็น reflexive และ symmetric อาจล้มเหลวในการ transitive. ปฏิเสธข้อความทั้งหมดก่อนที่จะลดรูปส่วนประกอบของมัน

20

การประยุกต์ใช้แบบมีคำแนะนำ

พิสูจน์ $f(A\cap B)\subseteq f(A)\cap f(B)$. ให้ตัวอย่าง strict-inclusion. ภายใต้เงื่อนไขเพิ่มเติมใดบน f ที่Equality จะเกิดขึ้นสำหรับทุก A และ B?

วิธีทำตัวอย่าง

หาก $y=f(x)$ สำหรับ $x\in A\cap B$, แล้ว x อยู่ในเซตแต่ละเซต, ดังนั้น y อยู่ในภาพของแต่ละเซต เพื่อความเข้มงวด, map a,b ที่แตกต่างกันไปที่ c เดียวกัน และเลือก $A=\{a\}$, $B=\{b\}$. ภาพทางซ้ายเป็นเซตว่าง และผลตัดกันทางขวาคือ $\{c\}$ ถ้า f เป็นฟังก์ชัน injective และ $y=f(a)=f(b)$ กับ $a\in A,b\in B$, ความ injective จะทำให้ a=b ในส่วนร่วม ซึ่งพิสูจน์การรวมกลับในทางตรง ในทางกลับกัน ตัวอย่างเซตเดียว (singleton example) แสดงว่าความเท่ากันสำหรับทุกคู่จะบังคับให้มีความ injective

20

การถ่ายโอนแบบอิสระ

บนจำนวนเต็ม กำหนด $aRb$ เมื่อ $a-b$ หารด้วย 4 ลงตัว พิสูจน์ว่าเป็น equivalence relation และอธิบายทุก kelas ปฏิเสธ: “For every integer n there exists an integer m greater than n with property P.”

ตรวจสอบหลังทำแบบฝึกหัดแล้ว

Reflexivity ใช้ $a-a=0$; Symmetry ใช้ negative ของ multiple ของสี่; Transitivity ใช้ผลบวกของ multiple เหล่านี้ Kelas คือเศษเหลือสี่modulo สี่; kelas ของ a คือ $a+4\mathbb Z$ การปฏิเสธคือ: there exists an integer n such that every integer m greater than n fails P. เสมือนกับ $\exists n\,\forall m\,(m>n\Rightarrow\neg P(m))$. มันไม่ได้ assertion ว่า P ล้มเหลวสำหรับทุกจำนวนเต็ม, และไม่ได้ว่า m ≤ n สำหรับทุก m

บทเรียนเชิงโต้ตอบสำหรับหัวข้อนี้

ทำทีละขั้นตอน พร้อมแบบฝึกหัดตรวจสอบผลทันที

หัวข้อเพิ่มเติมใน GRE Subject Test · GRE Mathematics

เข้าสู่ระบบหรือสร้างบัญชี

IGCSE, A-Level & AP