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+\begin_inset Formula $\forall a\in A,\exists!b\in B:(a,b)\in f$ +\end_inset + +. + Escribimos +\begin_inset Formula $f:A\rightarrow B$ +\end_inset + + o +\begin_inset Formula $A\overset{f}{\longrightarrow}B$ +\end_inset + +, y llamamos +\begin_inset Formula $b=f(a)\iff(a,b)\in f$ +\end_inset + +. + Por ejemplo, podemos definir +\begin_inset Formula $f:\mathbb{N}\rightarrow\mathbb{N}$ +\end_inset + + tal que +\begin_inset Formula $f(n)=n^{2}$ +\end_inset + +, de modo que +\begin_inset Formula $f=\{(n,n^{2}):n\in\mathbb{N}\}$ +\end_inset + +. + Si partimos de una igualdad y queremos interpretarla como la regla de una + aplicación, la llamamos +\series bold +función +\series default +. + Podemos representar una aplicación: +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +Como dos conjuntos representados de forma similar a un diagrama de Euler-Venn, + en el que de cada elemento de +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + parte una flecha hacia uno de +\begin_inset Formula $B$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +Como una gráfica, en la que los elementos de +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + se representan en el eje horizontal y los de +\begin_inset Formula $B$ +\end_inset + + en el eje vertical, y las relaciones se representan con puntos. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Definimos: +\end_layout + +\begin_layout Itemize + +\series bold +Dominio +\series default + de +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + +: +\begin_inset Formula $\text{Dom}f=A$ +\end_inset + +, por lo que el término +\begin_inset Quotes cld +\end_inset + +conjunto inicial +\begin_inset Quotes crd +\end_inset + + no se usa. +\end_layout + +\begin_layout Itemize + +\series bold +Codominio +\series default + de +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + +: +\begin_inset Quotes cld +\end_inset + +Conjunto final +\begin_inset Quotes crd +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Itemize + +\series bold +Imagen +\series default + o +\series bold +imagen directa +\series default + de +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + +: +\begin_inset Formula $\text{Im}f=f(A)=\{b\in B:\exists a:f(a)=b\}\subseteq B$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Itemize + +\series bold +Regla de correspondencia +\series default + de +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + +: Igualdad +\begin_inset Formula $b=f(a)$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +Si +\begin_inset Formula $b=f(a)$ +\end_inset + +, +\begin_inset Formula $a$ +\end_inset + + es +\emph on +una +\emph default + +\series bold +preimagen +\series default + de +\begin_inset Formula $b$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $b$ +\end_inset + + es la +\series bold +imagen +\series default + de +\begin_inset Formula $a$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Una +\series bold +ley de composición externa +\series default + es una aplicación +\begin_inset Formula $B\times A\overset{\circ}{\longrightarrow}A$ +\end_inset + +. + Una +\series bold +operación binaria +\series default + en +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + es una aplicación +\begin_inset Formula $A\times A\overset{\circ}{\longrightarrow}A$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Section +Aplicaciones inyectivas, suprayectivas y biyectivas +\end_layout + +\begin_layout Standard +La aplicación +\begin_inset Formula $f:A\rightarrow B$ +\end_inset + + es: +\end_layout + +\begin_layout Itemize + +\series bold +Inyectiva +\series default + o +\series bold +uno a uno +\series default + si +\begin_inset Formula $f(a)=f(b)\implies a=b$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Itemize + +\series bold +Suprayectiva +\series default +, +\series bold +sobreyectiva +\series default + o +\series bold +exhaustiva +\series default + si +\begin_inset Formula $\forall b\in B,\exists a\in A:f(a)=b$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Itemize + +\series bold +Biyectiva +\series default + si es inyectiva y suprayectiva. +\end_layout + +\begin_layout Standard +La +\series bold +restricción de +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + a su imagen +\series default + es una aplicación +\begin_inset Formula $\hat{f}:A\rightarrow\text{Im}f$ +\end_inset + + dada por +\begin_inset Formula $\hat{f}(a)=f(a)$ +\end_inset + +. + Se dice que +\begin_inset Formula $\hat{f}$ +\end_inset + + +\begin_inset Quotes cld +\end_inset + +actúa igual +\begin_inset Quotes crd +\end_inset + + que +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + +. + Siempre es suprayectiva. +\end_layout + +\begin_layout Section +Imágenes directas e inversas +\end_layout + +\begin_layout Standard +Para +\begin_inset Formula $X\subseteq A$ +\end_inset + +, definimos la +\series bold +imagen directa +\series default + de +\begin_inset Formula $X$ +\end_inset + + como +\begin_inset Formula $f(X)=\{f(x)|x\in X\}$ +\end_inset + +. + Propiedades: +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $f(\emptyset)=\emptyset$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Standard +Se deriva de que +\begin_inset Formula $\emptyset\times B=\emptyset$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $X\subseteq Y\implies f(X)\subseteq f(Y)$ +\end_inset + +. +\begin_inset Formula +\[ +y\in f(X)\implies\exists x\in X,y\in Y:f(x)=y\implies f(x)\in f(Y)\implies y\in f(Y) +\] + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $X,Y\subseteq A\implies f(X\cup Y)=f(X)\cup f(Y)$ +\end_inset + +; +\begin_inset Formula $f\left(\bigcup_{\alpha\in I}X_{\alpha}\right)=\bigcup_{\alpha\in I}f(X_{\alpha})$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Argument item:1 +status open + +\begin_layout Plain Layout +\begin_inset Formula $\subseteq]$ +\end_inset + + +\end_layout + +\end_inset + +Sea +\begin_inset Formula $y\in f(\cup_{\alpha\in I}X_{\alpha})$ +\end_inset + +. + Entonces +\begin_inset Formula $\exists x\in\cup_{\alpha\in I}X_{\alpha}:f(x)=y$ +\end_inset + +. + Como +\begin_inset Formula $x\in\cup_{\alpha\in I}X_{\alpha}$ +\end_inset + + entonces +\begin_inset Formula $\exists\alpha\in I:x\in X_{\alpha}$ +\end_inset + +, luego +\begin_inset Formula $y\in f(X_{\alpha})\subseteq\cup_{\alpha\in I}f(X_{\alpha})$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Argument item:1 +status open + +\begin_layout Plain Layout +\begin_inset Formula $\supseteq]$ +\end_inset + + +\end_layout + +\end_inset + +Considérese +\begin_inset Formula $y\in\cup_{\alpha\in I}f(X_{\alpha})$ +\end_inset + +. + Entonces +\begin_inset Formula $\exists\alpha\in I:y\in f(X_{\alpha})$ +\end_inset + +, por lo que +\begin_inset Formula $\exists x\in X_{\alpha}:f(x)=y$ +\end_inset + +. + Entonces +\begin_inset Formula $x\in\cup_{\alpha\in I}X_{\alpha}$ +\end_inset + +, así que +\begin_inset Formula $y=f(x)\in f(\cup_{\alpha\in I}X_{\alpha})$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $X,Y\subseteq A\implies f(X\cap Y)\subseteq f(X)\cap f(Y)$ +\end_inset + +; +\begin_inset Formula $f\left(\bigcap_{\alpha\in I}X_{\alpha}\right)\subseteq\bigcap_{\alpha\in I}f(X_{\alpha})$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Standard +Sea +\begin_inset Formula $y\in f(\cap_{\alpha\in I}X_{\alpha})$ +\end_inset + +. + Entonces +\begin_inset Formula $\exists x\in\cap_{\alpha\in I}X_{\alpha}:f(x)=y$ +\end_inset + +. + Como +\begin_inset Formula $x\in\cap_{\alpha\in I}X_{\alpha}$ +\end_inset + +, entonces +\begin_inset Formula $\forall\alpha\in I,x\in X_{\alpha}$ +\end_inset + +, luego +\begin_inset Formula $\forall\alpha\in I,\exists x\in X_{\alpha}:f(x)=y$ +\end_inset + +. + De aquí deducimos que +\begin_inset Formula $\forall\alpha\in I,y\in f(X_{\alpha})$ +\end_inset + + y por tanto +\begin_inset Formula $y\in\cap_{\alpha\in I}f(X_{\alpha})$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Standard +Para +\begin_inset Formula $Y\subseteq B$ +\end_inset + +, definimos la +\series bold +imagen inversa +\series default + de +\begin_inset Formula $Y$ +\end_inset + + como +\begin_inset Formula $f(Y)^{-1}:=f^{-1}(Y):=\{a\in A|f(a)\in Y\}$ +\end_inset + +. + Propiedades: +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $f(\emptyset)^{-1}=\emptyset$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Standard +Se deriva de que +\begin_inset Formula $A\times\emptyset=\emptyset$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $f(B)^{-1}=A$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $X\subseteq B\implies\left(f(X)^{-1}\right)^{\complement}=f\left(X^{\complement}\right)^{-1}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $X\subseteq Y\subseteq B\implies f(X)^{-1}\subseteq f(Y)^{-1}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $X,Y\subseteq B\implies f(X\cup Y)^{-1}=f(X)^{-1}\cup f(Y)^{-1}$ +\end_inset + +; +\begin_inset Formula $f\left(\bigcup_{\alpha\in I}X_{\alpha}\right)^{-1}=\bigcup_{\alpha\in I}f(X_{\alpha})^{-1}$ +\end_inset + +. +\begin_inset Newline newline +\end_inset + +Sea +\begin_inset Formula $x\in f(\bigcup_{\alpha\in I}X_{\alpha})^{-1}$ +\end_inset + +. + Entonces +\begin_inset Formula $f(x)\in\bigcup_{\alpha\in I}X_{\alpha}$ +\end_inset + +, por lo que +\begin_inset Formula $\exists\alpha\in I:f(x)\in X_{\alpha}$ +\end_inset + +, de donde +\begin_inset Formula $x\in f(X_{\alpha})^{-1}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $X,Y\subseteq B\implies f(X\cap Y)^{-1}=f(X)^{-1}\cap f(Y)^{-1}$ +\end_inset + +; +\begin_inset Formula $f\left(\bigcap_{\alpha\in I}Y_{\alpha}\right)^{-1}=\bigcap_{\alpha\in I}f(Y_{\alpha})^{-1}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Argument item:1 +status open + +\begin_layout Plain Layout +\begin_inset Formula $\subseteq]$ +\end_inset + + +\end_layout + +\end_inset + +Sea +\begin_inset Formula $x\in f(\bigcap_{\alpha\in I}Y_{\alpha})^{-1}$ +\end_inset + +. + Entonces +\begin_inset Formula $f(x)\in\bigcap_{\alpha\in I}Y_{\alpha}$ +\end_inset + +, por lo que +\begin_inset Formula $f(x)\in Y_{\alpha}$ +\end_inset + +, y por tanto +\begin_inset Formula $x\in f(Y_{\alpha})^{-1}$ +\end_inset + +, para todo +\begin_inset Formula $\alpha\in I$ +\end_inset + +. + De aquí se tiene que +\begin_inset Formula $x\in\bigcap_{\alpha\in I}f(Y_{\alpha})^{-1}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Argument item:1 +status open + +\begin_layout Plain Layout +\begin_inset Formula $\supseteq]$ +\end_inset + + +\end_layout + +\end_inset + +Sea +\begin_inset Formula $x\in\bigcap_{\alpha\in I}f(Y_{\alpha})^{-1}$ +\end_inset + +. + Entonces +\begin_inset Formula $x\in f(Y_{\alpha})^{-1}$ +\end_inset + +, y por tanto +\begin_inset Formula $f(x)\in Y_{\alpha}$ +\end_inset + +, para todo +\begin_inset Formula $\alpha\in I$ +\end_inset + +. + Esto significa que +\begin_inset Formula $f(x)\in\bigcap_{\alpha\in I}Y_{\alpha}$ +\end_inset + +, por lo que +\begin_inset Formula $x\in f(\bigcap_{\alpha\in I}Y_{\alpha})^{-1}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Standard +Si +\begin_inset Formula $f:A\rightarrow B$ +\end_inset + + es una aplicación, para todo +\begin_inset Formula $X\subseteq A$ +\end_inset + +, +\begin_inset Formula $X\subseteq f(f(X))^{-1}$ +\end_inset + +, y para todo +\begin_inset Formula $Y\subseteq B$ +\end_inset + +, +\begin_inset Formula $f(f(Y)^{-1})\subseteq Y$ +\end_inset + +, y ambos contenidos pueden ser estrictos. +\end_layout + +\begin_layout Section +Composición +\end_layout + +\begin_layout Standard +Sean +\begin_inset Formula $f:A\rightarrow B$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $g:B\rightarrow C$ +\end_inset + +, definimos la +\series bold +composición de +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + seguida de +\begin_inset Formula $g$ +\end_inset + + +\series default + como la aplicación +\begin_inset Formula $g\circ f:A\rightarrow C$ +\end_inset + + tal que +\begin_inset Formula $(g\circ f)(x)=g(f(x))$ +\end_inset + +. + Entonces +\begin_inset Formula $\text{Dom}(g\circ f)=\text{Dom}f$ +\end_inset + + y el codominio de +\begin_inset Formula $g\circ f$ +\end_inset + + es igual al de +\begin_inset Formula $g$ +\end_inset + +. + Además, si +\begin_inset Formula $f:A\rightarrow B$ +\end_inset + +, +\begin_inset Formula $g:B\rightarrow C$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $h:C\rightarrow D$ +\end_inset + + son aplicaciones, entonces +\begin_inset Formula $h\circ(g\circ f)=(h\circ g)\circ f$ +\end_inset + +. + La demostración parte de la coincidencia entre dominios y codominios que + permite considerar las distintas composiciones: +\begin_inset Formula +\[ +(h\circ(g\circ f))(a)=h((g\circ f)(a))=h(g(f(a)))=(h\circ g)(f(a))=((h\circ g)\circ f)(a) +\] + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +La composición de aplicaciones inyectivas es inyectiva. +\begin_inset Newline newline +\end_inset + +Sean +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $g$ +\end_inset + + aplicaciones inyectivas y +\begin_inset Formula $a,a'\in A$ +\end_inset + + tales que +\begin_inset Formula $(g\circ f)(a)=(g\circ f)(a')$ +\end_inset + +. + Entonces +\begin_inset Formula $g(f(a))=g(f(a'))$ +\end_inset + +, y como +\begin_inset Formula $g$ +\end_inset + + es inyectiva, +\begin_inset Formula $f(a)=f(a')$ +\end_inset + +, y entonces +\begin_inset Formula $a=a'$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +La composición de aplicaciones suprayectivas es suprayectiva. +\begin_inset Newline newline +\end_inset + +Sean +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $g$ +\end_inset + + suprayectivas y +\begin_inset Formula $c\in C$ +\end_inset + +. + Entonces +\begin_inset Formula $\exists b\in B:g(b)=c$ +\end_inset + + y a su vez +\begin_inset Formula $\exists a\in A:f(a)=b$ +\end_inset + +, por lo que +\begin_inset Formula $(g\circ f)(a)=c$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +La composición de aplicaciones biyectivas es biyectiva. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +Si +\begin_inset Formula $g\circ f$ +\end_inset + + es inyectiva, entonces +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + es inyectiva. +\begin_inset Newline newline +\end_inset + +Sean +\begin_inset Formula $a,a'\in A$ +\end_inset + + tales que +\begin_inset Formula $f(a)=f(a')$ +\end_inset + +. + Entonces +\begin_inset Formula $g(f(a))=g(f(a'))$ +\end_inset + +, por lo que +\begin_inset Formula $(g\circ f)(a)=(g\circ f)(a')$ +\end_inset + +, y por ello +\begin_inset Formula $a=a'$ +\end_inset + +. +\begin_inset Newline newline +\end_inset + +Si +\begin_inset Formula $g\circ f$ +\end_inset + + es suprayectiva, +\begin_inset Formula $g$ +\end_inset + + también lo es. +\begin_inset Newline newline +\end_inset + +Para cualquier +\begin_inset Formula $c\in C$ +\end_inset + +, +\begin_inset Formula $\exists a\in A:(g\circ f)(a)=g(f(a))=c$ +\end_inset + +, y por tanto +\begin_inset Formula $\exists f(a)=b\in B:g(b)=c$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Dados +\begin_inset Formula $f:A\rightarrow B$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $X\subseteq A$ +\end_inset + +, la +\series bold +restricción +\series default + de +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + a +\begin_inset Formula $X$ +\end_inset + + es la aplicación +\begin_inset Formula $f|_{X}:X\rightarrow B$ +\end_inset + + dada por +\begin_inset Formula $f|_{X}(x)=f(x)$ +\end_inset + +. + También se puede interpretar como que +\begin_inset Formula $f|_{X}=f\circ u$ +\end_inset + + con +\begin_inset Formula $u:X\rightarrow A$ +\end_inset + + como la +\series bold +aplicación inclusión +\series default +, dada por +\begin_inset Formula $u(x)=x$ +\end_inset + +. + Al restringir una aplicación pueden variar sus propiedades. +\end_layout + +\begin_layout Subsection +Inversa de una aplicación biyectiva +\end_layout + +\begin_layout Standard +Definimos la +\series bold +aplicación identidad +\series default + en +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + como +\begin_inset Formula $1_{A}:A\rightarrow A$ +\end_inset + + con +\begin_inset Formula $1_{A}(a)=a$ +\end_inset + +. + Entonces decimos que +\begin_inset Formula $f:A\rightarrow B$ +\end_inset + + es una +\series bold +aplicación invertible +\series default + o que tiene +\series bold +inversa +\series default + si existe +\begin_inset Formula $g:B\rightarrow A$ +\end_inset + + tal que +\begin_inset Formula $g\circ f=1_{A}$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $f\circ g=1_{B}$ +\end_inset + +. + Ahora supongamos que +\begin_inset Formula $g$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $h$ +\end_inset + + son inversas de +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + +. + Entonces, +\begin_inset Formula +\[ +g=g\circ1_{B}=g\circ(f\circ h)=(g\circ f)\circ h=1_{A}\circ h=h +\] + +\end_inset + +Por tanto la inversa de una aplicación es única, y la llamamos +\begin_inset Formula $f^{-1}$ +\end_inset + +. + Además +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + es invertible si y sólo si es biyectiva. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Argument item:1 +status open + +\begin_layout Plain Layout +\begin_inset Formula $\implies]$ +\end_inset + + +\end_layout + +\end_inset + +Sean +\begin_inset Formula $a,a'\in A$ +\end_inset + +. + Si +\begin_inset Formula $f(a)=f(a')$ +\end_inset + + entonces +\begin_inset Formula $f^{-1}(f(a))=f^{-1}(f(a'))$ +\end_inset + +, luego +\begin_inset Formula $a=a'$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + es inyectiva. + Ahora, +\begin_inset Formula $\forall b\in B,\exists a=f^{-1}(b)\in A:f(a)=b$ +\end_inset + +, por lo que es suprayectiva. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Argument item:1 +status open + +\begin_layout Plain Layout +\begin_inset Formula $\impliedby]$ +\end_inset + + +\end_layout + +\end_inset + +Para cada +\begin_inset Formula $b\in B$ +\end_inset + + consideremos la imagen inversa +\begin_inset Formula $f(\{b\})^{-1}$ +\end_inset + +. + Como +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + es suprayectiva, +\begin_inset Formula $f(\{b\})^{-1}\neq\emptyset$ +\end_inset + +, y si +\begin_inset Formula $a,a'\in f(\{b\})^{-1}$ +\end_inset + + entonces +\begin_inset Formula $b=f(a)=f(a')$ +\end_inset + +, y como es inyectiva, +\begin_inset Formula $a=a'$ +\end_inset + +. + Entonces +\begin_inset Formula $f(\{b\})^{-1}$ +\end_inset + + tiene un solo elemento. + Ahora definimos +\begin_inset Formula $g:B\rightarrow A$ +\end_inset + + tal que +\begin_inset Formula $g(b)\in f(b)^{-1}$ +\end_inset + +. + Es inmediato comprobar que +\begin_inset Formula $g=f^{-1}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Así, si +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $g$ +\end_inset + + son invertibles, +\begin_inset Formula $g\circ f$ +\end_inset + + también lo es y su inversa es +\begin_inset Formula $(g\circ f)^{-1}=f^{-1}\circ g^{-1}$ +\end_inset + +. + Un ejemplo de aplicaciones invertibles son las +\series bold +permutaciones +\series default +. + Sea +\begin_inset Formula $0\neq n\in\mathbb{N}$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $A=\{a_{1},\dots,a_{n}\}$ +\end_inset + +. + Entonces una permutación de +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + es una biyección +\begin_inset Formula $\sigma:A\rightarrow A$ +\end_inset + +. + Se suelen denotar como +\begin_inset Formula +\[ +\sigma:\left(\begin{array}{ccc} +a_{1} & \dots & a_{n}\\ +\sigma(a_{1}) & \dots & \sigma(a_{n}) +\end{array}\right) +\] + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +Llamamos +\begin_inset Formula $S(A)$ +\end_inset + + al conjunto de las permutaciones de +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + +. + Si +\begin_inset Formula $A=\{1,\dots,n\}$ +\end_inset + +, se escribe como +\begin_inset Formula $S_{n}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Subsection +Producto directo +\end_layout + +\begin_layout Standard +Sea +\begin_inset Formula $I$ +\end_inset + + un conjunto y +\begin_inset Formula $F=\{A_{i}\}_{i\in I}$ +\end_inset + + una familia de conjuntos, se define el +\series bold +producto directo +\series default + de +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + como el conjunto +\begin_inset Formula +\[ +\prod_{i\in I}A_{i}=\left\{ f:I\rightarrow\cup_{i\in I}:f(i)\in A_{i}\forall i\in I\right\} +\] + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +Si +\begin_inset Formula $f\in\prod_{i\in I}A_{i}$ +\end_inset + +, escribimos +\begin_inset Formula $f=(x_{i})_{i\in I}$ +\end_inset + +. + Si +\begin_inset Formula $I$ +\end_inset + + es finito y se escribe como una lista, podemos escribir el conjunto como + +\begin_inset Formula $A_{1}\times\cdots\times A_{n}=\{(x_{1},\dots,x_{n}):x_{i}\in A_{i},i=1,\dots,n\}$ +\end_inset + +. + Si no se quiere escribir el conjunto de índices, este se presupone. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Debemos tener en cuenta que el producto cartesiano se usa en la definición + de relación y aplicación, por lo que el producto directo requiere de la + definición del cartesiano y no puede sustituirlo, aunque exista una biyección + cuando el número de factores es finito y usemos la misma escritura. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Sean +\begin_inset Formula $I$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $J$ +\end_inset + + conjuntos y +\begin_inset Formula $F=\{A_{i}\}_{i\in I}$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $G=\{B_{j}\}_{j\in J}$ +\end_inset + + familias de conjuntos. + Si existe una biyección +\begin_inset Formula $\sigma:I\rightarrow J$ +\end_inset + + y un conjunto de biyecciones +\begin_inset Formula $\{f_{i}:A_{i}\rightarrow B_{\sigma(i)}\}_{i\in I}$ +\end_inset + +, entonces existe una biyección +\begin_inset Formula $f:\prod_{i\in I}A_{i}\rightarrow\prod_{j\in J}B_{j}$ +\end_inset + + dada por +\begin_inset Formula $f(x)_{j}=f_{\sigma^{-1}(j)}\left(x_{\sigma^{-1}(j)}\right)$ +\end_inset + + para +\begin_inset Formula $x\in\prod_{i\in I}A_{i}$ +\end_inset + +. + +\series bold +Demostración: +\series default + para cada +\begin_inset Formula $x\in\prod_{i\in I}A_{i}$ +\end_inset + + y cada +\begin_inset Formula $j\in J$ +\end_inset + + existe un único +\begin_inset Formula $f_{\sigma^{-1}(j)}\left(x_{\sigma^{-1}(j)}\right)$ +\end_inset + +, de modo que la relación es de aplicación, y debemos ver que es biyectiva. + Sea +\begin_inset Formula $g:\prod_{j\in J}B_{j}\rightarrow\prod_{i\in I}A_{i}$ +\end_inset + + dada por +\begin_inset Formula $g(y)_{i}=f_{i}^{-1}\left(y_{\sigma(i)}\right)$ +\end_inset + + ( +\begin_inset Formula $f_{i}^{-1}:B_{\sigma(i)}\rightarrow A_{i}$ +\end_inset + +). + Como también es aplicación, debemos probar que sean inversas. + Entonces: +\begin_inset Formula +\[ +g(f(x))_{i}=f_{i}^{-1}(f(x)_{\sigma(i)})=f_{i}^{-1}\left(f_{\sigma^{-1}(\sigma(i))}\left(x_{\sigma^{-1}(\sigma(i))}\right)\right)=f_{i}^{-1}(f_{i}(x_{i}))=x_{i} +\] + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +De forma análoga, +\begin_inset Formula $f(g(y))=y$ +\end_inset + +, y como tiene inversa, la aplicación es biyectiva. +\end_layout + +\begin_layout Standard + +\series bold +Axioma de Elección: +\series default + Si +\begin_inset Formula $I$ +\end_inset + + es un conjunto no vacío y +\begin_inset Formula $\{A_{i}\}_{i\in I}$ +\end_inset + + una familia de conjuntos no vacíos, entonces +\begin_inset Formula $\prod_{i\in I}A_{i}$ +\end_inset + + es no vacío. +\end_layout + +\end_body +\end_document |
