Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
f
{\displaystyle f}
adalah fungsi yang memetakan dari domain
X
{\displaystyle X}
ke kodomain
Y
{\displaystyle Y}
. Daerah lonjong yang berwarna kuning di dalam
Y
{\displaystyle Y}
merupakan bayangan
f
{\displaystyle f}
.
Dalam matematika , bayangan (bahasa Inggris : image ) fungsi adalah himpunan dari semua nilai keluaran (bahasa Inggris : output ) yang dapat dihasilkan.
Lebih umumnya lagi, ketika mencari fungsi
f
{\displaystyle f}
yang diketahui di setiap anggota subhimpunan
A
{\displaystyle A}
dari domain nya akan menghasilkan sebuah himpunan, dan hal tersebut dikatakan sebagai "bayangan
A
{\displaystyle A}
di bawah fungsi." Mirip seperti sebelumnya, prabayangan (bahasa Inggris : preimage ) subhimpunan
B
{\displaystyle B}
dari kodomain
f
{\displaystyle f}
adalah himpunan semua anggota dari domain yang memetakan ke anggota
B
.
{\displaystyle B.}
Bayangan dan prabayangan tidak hanya dapat didefinisikan untuk fungsi, tetapi juga untuk relasi biner .
Kata "bayangan" digunakan dalam tiga cara. Dalam definisi ini,
f
:
X
→
Y
{\displaystyle f\colon X\to Y}
menyatakan fungsi
f
{\displaystyle f}
yang memetakan dari himpunan
X
{\displaystyle X}
ke himpunan
Y
{\displaystyle Y}
.
Bayangan anggota
Jika
x
{\displaystyle x}
anggota dari
X
{\displaystyle X}
, maka bayangan
x
{\displaystyle x}
di bawah
f
{\displaystyle f}
, dinotasikan
f
(
x
)
{\displaystyle f(x)}
, adalah nilai keluaran
f
{\displaystyle f}
untuk argumen
x
{\displaystyle x}
.
Bayangan subhimpunan
Misalkan
f
:
X
→
Y
{\displaystyle f\colon X\rightarrow Y}
adalah fungsi. Bayangan di bawah
f
{\displaystyle f}
dari subhimpunan
A
⊆
X
{\displaystyle A\subseteq X}
adalah himpunan semua
f
(
a
)
{\displaystyle f(a)}
untuk
a
∈
A
{\displaystyle a\in A}
, diberi notasi
f
[
A
]
{\displaystyle f[A]}
. Definisi ini dapat ditulis menggunakan notasi ungkapan himpunan , yaitu:[1] [2]
f
[
A
]
=
{
f
(
x
)
∣
x
∈
A
}
.
{\displaystyle f[A]=\{f(x)\mid x\in A\}.}
Dengan demikian, akan menyebabkan
f
[
⋅
]
:
P
(
X
)
→
P
(
Y
)
,
{\displaystyle f[\,\cdot \,]:{\mathcal {P}}(X)\to {\mathcal {P}}(Y),}
dengan
P
(
S
)
{\displaystyle {\mathcal {P}}(S)}
menyatakan himpunan kuasa dari himpunan
S
{\displaystyle S}
, himpunan yang mengandung semua subhimpunan
S
{\displaystyle S}
. Lihat § Notasi di bawah.
Bayangan fungsi
Bayangan fungsi adalah bayangan dari seluruh daerah asal fungsi, atau dikenal sebagai range fungsi.[3] Akan tetapi, hindari penggunaan kata "range" sebab dapat diartikan sebagai kodomain
f
{\displaystyle f}
.
Perumuman bayangan fungsi ke relasi biner
Jika
R
{\displaystyle R}
menyatakan sebarang relasi biner di perkalian Cartesius
X
{\displaystyle X}
dan
Y
{\displaystyle Y}
, dinotasikan
X
×
Y
{\displaystyle X\times Y}
, maka himpunan
{
y
∈
Y
∣
x
R
y
untuk beberapa
x
∈
X
}
{\displaystyle \{y\in Y\mid xRy{\text{ untuk beberapa }}x\in X\}}
disebut bayangan atau range
R
{\displaystyle R}
. Himpunan
{
x
∈
X
∣
x
R
y
untuk beberapa
y
∈
Y
}
{\displaystyle \{x\in X\mid xRy{\text{ untuk beberapa }}y\in Y\}}
disebut daerah asal
R
{\displaystyle R}
.
Misalkan
f
{\displaystyle f}
adalah fungsi yang dipetakan dari
X
{\displaystyle X}
ke
Y
.
{\displaystyle Y.}
Prabayangan dari hmpunan
B
⊆
Y
{\displaystyle B\subseteq Y}
di bawah
f
,
{\displaystyle f,}
diberi notasi
f
−
1
[
B
]
,
{\displaystyle f^{-1}[B],}
adalah subhimpunan
X
{\displaystyle X}
yang didefinisikan dengan
f
−
1
[
B
]
=
{
x
∈
X
:
f
(
x
)
∈
B
}
.
{\displaystyle f^{-1}[B]=\{x\in X\,:\,f(x)\in B\}.}
Terdapat notasi lain untuk prabayangan fungsi, seperti
f
−
1
(
B
)
{\displaystyle f^{-1}(B)}
dan
f
−
(
B
)
.
{\displaystyle f^{-}(B).}
Prabayangan fungsi dari
himpunan singleton , yang dilambangkan dengan
f
−
1
[
{
y
}
]
{\displaystyle f^{-1}[\{y\}]}
atau
f
−
1
[
y
]
,
{\displaystyle f^{-1}[y],}
juga disebut sebagai
fiber , atau fiber atas
y
{\displaystyle y}
, atau
himpunan aras dari
y
.
{\displaystyle y.}
Himpunan dari semua fiber atas anggota
Y
{\displaystyle Y}
merupakan keluarga himpunan dengan indeks
Y
.
{\displaystyle Y.}
Pemakaian notasi di bagian sebelumnya dapat membingungkan. Oleh karena itu, terdapat notasi alternatif yang memberikan nama eksplisit untuk bayangan dan prabayangan sebagai fungsi di antara himpunan kuasa:
Notasi panah
f
→
:
P
(
X
)
→
P
(
Y
)
{\displaystyle f^{\rightarrow }:{\mathcal {P}}(X)\rightarrow {\mathcal {P}}(Y)}
dengan
f
→
(
A
)
=
{
f
(
a
)
|
a
∈
A
}
{\displaystyle f^{\rightarrow }(A)=\{f(a)\;|\;a\in A\}}
f
←
:
P
(
Y
)
→
P
(
X
)
{\displaystyle f^{\leftarrow }:{\mathcal {P}}(Y)\rightarrow {\mathcal {P}}(X)}
dengan
f
←
(
B
)
=
{
a
∈
X
|
f
(
a
)
∈
B
}
{\displaystyle f^{\leftarrow }(B)=\{a\in X\;|\;f(a)\in B\}}
Notasi bintang
f
⋆
:
P
(
X
)
→
P
(
Y
)
{\displaystyle f_{\star }:{\mathcal {P}}(X)\rightarrow {\mathcal {P}}(Y)}
sebagai pengganti
f
→
{\displaystyle f^{\rightarrow }}
f
⋆
:
P
(
Y
)
→
P
(
X
)
{\displaystyle f^{\star }:{\mathcal {P}}(Y)\rightarrow {\mathcal {P}}(X)}
sebagai pengganti
f
←
{\displaystyle f^{\leftarrow }}
Notasi lain
Notasi lain untuk
f
[
A
]
{\displaystyle f[A]}
yang digunakan dalam logika matematika dan teori himpunan adalah '
f
′
′
A
{\displaystyle f^{\prime \prime }A}
.[6] [7]
Bayangan yang memperlihatkan himpunan tak sama:
f
(
A
∩
B
)
⊊
f
(
A
)
∩
f
(
B
)
.
{\displaystyle f\left(A\cap B\right)\subsetneq f(A)\cap f(B).}
Himpunan
A
=
[
−
4
,
2
]
{\displaystyle A=[-4,2]}
dan
B
=
[
−
2
,
4
]
{\displaystyle B=[-2,4]}
diperlihatkan dengan garis berwarna
biru di bawah sumbu-
x
{\displaystyle x}
, sedangkan irisan dari
A
3
=
[
−
2
,
2
]
{\displaystyle A_{3}=[-2,2]}
diperlihatkan dengan daerah berwarna
hijau .
f
(
f
−
1
(
B
3
)
⊊
B
3
{\displaystyle f(f^{-1}(B^{3})\subsetneq B^{3}}
f
−
1
(
f
(
A
4
)
)
⊋
A
4
{\displaystyle f^{-1}(f(A^{4}))\supsetneq A^{4}}
Untuk setiap fungsi
f
:
X
→
Y
{\displaystyle f:X\rightarrow Y}
dan semua himpunan bagian
A
⊆
X
{\displaystyle A\subseteq X}
and
B
⊆
Y
{\displaystyle B\subseteq Y}
, berlaku sifat-sifat berikut:
Bayangan
Prabayangan
f
(
X
)
⊆
Y
{\displaystyle f(X)\subseteq Y}
f
−
1
(
Y
)
=
X
{\displaystyle f^{-1}(Y)=X}
f
(
f
−
1
(
Y
)
)
=
f
(
X
)
{\displaystyle f(f^{-1}(Y))=f(X)}
f
−
1
(
f
(
X
)
)
=
X
{\displaystyle f^{-1}(f(X))=X}
f
(
f
−
1
(
B
)
)
⊆
B
{\displaystyle f(f^{-1}(B))\subseteq B}
(adalah sama jika
B
⊆
f
(
X
)
{\displaystyle B\subseteq f(X)}
, sebagai contoh, jika
f
{\displaystyle f}
surjektif)[8] [9]
f
−
1
(
f
(
A
)
)
⊇
A
{\displaystyle f^{-1}(f(A))\supseteq A}
(adalah sama jika
f
{\displaystyle f}
injektif)[8] [9]
f
(
f
−
1
(
B
)
)
=
B
∩
f
(
X
)
{\displaystyle f(f^{-1}(B))=B\cap f(X)}
(
f
|
A
)
−
1
(
B
)
=
A
∩
f
−
1
(
B
)
{\displaystyle (f\vert _{A})^{-1}(B)=A\cap f^{-1}(B)}
f
(
f
−
1
(
f
(
A
)
)
)
=
f
(
A
)
{\displaystyle f(f^{-1}(f(A)))=f(A)}
f
−
1
(
f
(
f
−
1
(
B
)
)
)
=
f
−
1
(
B
)
{\displaystyle f^{-1}(f(f^{-1}(B)))=f^{-1}(B)}
f
(
A
)
=
∅
{\displaystyle f(A)=\varnothing }
jika dan hanya jika
A
=
∅
{\displaystyle A=\varnothing }
f
−
1
(
B
)
=
∅
{\displaystyle f^{-1}(B)=\varnothing }
jika dan hanya jika
B
⊆
Y
∖
f
(
X
)
{\displaystyle B\subseteq Y\setminus f(X)}
f
(
A
)
⊇
B
{\displaystyle f(A)\supseteq B}
jika dan hanya jika terdapat
C
⊆
A
{\displaystyle C\subseteq A}
sehingga
f
(
C
)
=
B
{\displaystyle f(C)=B}
f
−
1
(
B
)
⊇
A
{\displaystyle f^{-1}(B)\supseteq A}
jika dan hanya jika
f
(
A
)
⊆
B
{\displaystyle f(A)\subseteq B}
f
(
A
)
⊇
f
(
X
∖
A
)
{\displaystyle f(A)\supseteq f(X\setminus A)}
jika dan hanya jika
f
(
A
)
=
f
(
X
)
{\displaystyle f(A)=f(X)}
f
−
1
(
B
)
⊇
f
−
1
(
Y
∖
B
)
{\displaystyle f^{-1}(B)\supseteq f^{-1}(Y\setminus B)}
jika dan hanya jika
f
−
1
(
B
)
=
X
{\displaystyle f^{-1}(B)=X}
f
(
X
∖
A
)
⊇
f
(
X
)
∖
f
(
A
)
{\displaystyle f(X\setminus A)\supseteq f(X)\setminus f(A)}
f
−
1
(
Y
∖
B
)
=
X
∖
f
−
1
(
B
)
{\displaystyle f^{-1}(Y\setminus B)=X\setminus f^{-1}(B)}
[8]
f
(
A
∪
f
−
1
(
B
)
)
⊆
f
(
A
)
∪
B
{\displaystyle f(A\cup f^{-1}(B))\subseteq f(A)\cup B}
[10]
f
−
1
(
f
(
A
)
∪
B
)
⊇
A
∪
f
−
1
(
B
)
{\displaystyle f^{-1}(f(A)\cup B)\supseteq A\cup f^{-1}(B)}
[10]
f
(
A
∩
f
−
1
(
B
)
)
=
f
(
A
)
∩
B
{\displaystyle f(A\cap f^{-1}(B))=f(A)\cap B}
[10]
f
−
1
(
f
(
A
)
∩
B
)
⊇
A
∩
f
−
1
(
B
)
{\displaystyle f^{-1}(f(A)\cap B)\supseteq A\cap f^{-1}(B)}
[10]
Juga:
f
(
A
)
∩
B
=
∅
{\displaystyle f(A)\cap B=\varnothing }
jika dan hanya jika
A
∩
f
−
1
(
B
)
=
∅
{\displaystyle A\cap f^{-1}(B)=\varnothing }
Untuk fungsi
f
:
X
→
Y
{\displaystyle f:X\rightarrow Y}
dan
g
:
Y
→
Z
{\displaystyle g:Y\rightarrow Z}
dengan subhimpunan
A
⊆
X
{\displaystyle A\subseteq X}
dan
C
⊆
Z
{\displaystyle C\subseteq Z}
, berlaku sifat-sifat berikut:
(
g
∘
f
)
(
A
)
=
g
(
f
(
A
)
)
{\displaystyle (g\circ f)(A)=g(f(A))}
(
g
∘
f
)
−
1
(
C
)
=
f
−
1
(
g
−
1
(
C
)
)
{\displaystyle (g\circ f)^{-1}(C)=f^{-1}(g^{-1}(C))}
Subhimpunan daeral asal atau kodomain banyak [ sunting | sunting sumber ]
Untuk fungsi
f
:
X
→
Y
{\displaystyle f:X\rightarrow Y}
dan subhimpunan
A
1
,
A
2
⊆
X
{\displaystyle A_{1},A_{2}\subseteq X}
and
B
1
,
B
2
⊆
Y
{\displaystyle B_{1},B_{2}\subseteq Y}
, berlaku sifat-sifat berikut:
Bayangan
Prabayangan
A
1
⊆
A
2
⇒
f
(
A
1
)
⊆
f
(
A
2
)
{\displaystyle A_{1}\subseteq A_{2}\Rightarrow f(A_{1})\subseteq f(A_{2})}
B
1
⊆
B
2
⇒
f
−
1
(
B
1
)
⊆
f
−
1
(
B
2
)
{\displaystyle B_{1}\subseteq B_{2}\Rightarrow f^{-1}(B_{1})\subseteq f^{-1}(B_{2})}
f
(
A
1
∪
A
2
)
=
f
(
A
1
)
∪
f
(
A
2
)
{\displaystyle f(A_{1}\cup A_{2})=f(A_{1})\cup f(A_{2})}
[10] [11]
f
−
1
(
B
1
∪
B
2
)
=
f
−
1
(
B
1
)
∪
f
−
1
(
B
2
)
{\displaystyle f^{-1}(B_{1}\cup B_{2})=f^{-1}(B_{1})\cup f^{-1}(B_{2})}
f
(
A
1
∩
A
2
)
⊆
f
(
A
1
)
∩
f
(
A
2
)
{\displaystyle f(A_{1}\cap A_{2})\subseteq f(A_{1})\cap f(A_{2})}
[10] [11] (adalah sama jika
f
{\displaystyle f}
injektif[12] )
f
−
1
(
B
1
∩
B
2
)
=
f
−
1
(
B
1
)
∩
f
−
1
(
B
2
)
{\displaystyle f^{-1}(B_{1}\cap B_{2})=f^{-1}(B_{1})\cap f^{-1}(B_{2})}
f
(
A
1
∖
A
2
)
⊇
f
(
A
1
)
∖
f
(
A
2
)
{\displaystyle f(A_{1}\setminus A_{2})\supseteq f(A_{1})\setminus f(A_{2})}
[10] (adalah sama jika
f
{\displaystyle f}
injektif[12] )
f
−
1
(
B
1
∖
B
2
)
=
f
−
1
(
B
1
)
∖
f
−
1
(
B
2
)
{\displaystyle f^{-1}(B_{1}\setminus B_{2})=f^{-1}(B_{1})\setminus f^{-1}(B_{2})}
[10]
f
(
A
1
△
A
2
)
⊇
f
(
A
1
)
△
f
(
A
2
)
{\displaystyle f(A_{1}\triangle A_{2})\supseteq f(A_{1})\triangle f(A_{2})}
(adalah sama jika
f
{\displaystyle f}
injektif)
f
−
1
(
B
1
△
B
2
)
=
f
−
1
(
B
1
)
△
f
−
1
(
B
2
)
{\displaystyle f^{-1}(B_{1}\triangle B_{2})=f^{-1}(B_{1})\triangle f^{-1}(B_{2})}
Hasil tersebut tidak hanya mengaitkan bayangan dan prabayangan dengan pasang subhimpunan, tetapi juga mengaitkannya dengan aljabar irisan dan gabungan (Boole ) untuk setiap koleksi subhimpunan:
f
(
⋃
s
∈
S
A
s
)
=
⋃
s
∈
S
f
(
A
s
)
{\displaystyle f\left(\bigcup _{s\in S}A_{s}\right)=\bigcup _{s\in S}f(A_{s})}
f
(
⋂
s
∈
S
A
s
)
⊆
⋂
s
∈
S
f
(
A
s
)
{\displaystyle f\left(\bigcap _{s\in S}A_{s}\right)\subseteq \bigcap _{s\in S}f(A_{s})}
f
−
1
(
⋃
s
∈
S
B
s
)
=
⋃
s
∈
S
f
−
1
(
B
s
)
{\displaystyle f^{-1}\left(\bigcup _{s\in S}B_{s}\right)=\bigcup _{s\in S}f^{-1}(B_{s})}
f
−
1
(
⋂
s
∈
S
B
s
)
=
⋂
s
∈
S
f
−
1
(
B
s
)
{\displaystyle f^{-1}\left(\bigcap _{s\in S}B_{s}\right)=\bigcap _{s\in S}f^{-1}(B_{s})}
S
{\displaystyle S}
dapat berupa himpunan tak terhingga, bahkan tak terhitung .)
Fungsi bayangan invers adalah homomorfisme kekisi terhadap aljabar himpunan bagian seperti yang dijelaskan sebelumnya, sedangkan fungsi bayangan hanyalah homomorfisme semikekisi (dalam artian, tidak selalu mempertahankan irisan himpunan).
^ "5.4: Onto Functions and Images/Preimages of Sets" . Mathematics LibreTexts (dalam bahasa Inggris). 2019-11-05. Diakses tanggal 2020-08-28 .
^ Paul R. Halmos (1968). Naive Set Theory . Princeton: Nostrand. Bagian 8
^ Weisstein, Eric W. "Image" . mathworld.wolfram.com (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2020-08-28 .
^ Jean E. Rubin (1967). Set Theory for the Mathematician . Holden-Day. hlm. xix. ASIN B0006BQH7S .
^ M. Randall Holmes: Inhomogeneity of the urelements in the usual models of NFU Diarsipkan 2018-02-07 di Wayback Machine ., 29 Desember 2005, on: Semantic Scholar, hlm. 2
^ a b c See Halmos 1960 , hlm. 39
^ a b Munkres 2000 , hlm. 19
^ a b c d e f g h Lee, John M. (2010). Introduction to Topological Manifolds, 2nd Ed, hlm. 388
^ a b Kelley 1985 , hlm. 85
^ a b Munkres 2000 , hlm. 21