Injections, surjections, bijections
Combien d'antécédents a chaque élément de l'ensemble d'arrivée : au plus un, au moins un, exactement un.
On dit que f : E → F est injective, ou est une injection de E dans F, si l'une des propriétés équivalentes suivantes est vérifiée :
tout élément de F admet au plus un antécédent dans E par f ;
deux éléments distincts de E ont deux images distinctes ;
pour tout y ∈ F, l'équation y = f(x) d'inconnue x ∈ E admet au plus une solution ;
Exemple : La fonction carré et l'injectivité.
Illustre : Injection.
Une application f : E → F est dite surjective, ou est une surjection de E sur F, si l'une des propriétés équivalentes suivantes est vérifiée :
pour tout y ∈ F, l'équation y = f(x) d'inconnue x ∈ E admet au moins une solution ;
tout élément de F admet au moins un antécédent par f dans E ;
Exemple : Exemples de surjections.
(ℝ → ℝx ↦ x2) n'est pas surjective, car −1 n'a pas d'antécédent dans ℝ. (ℝ → ℝ+x ↦ x2) est une surjection, car ∀y ∈ ℝ+, ∃x ∈ ℝ : y = x2 : prendre par exemple x = −y.
(ℝ+* → ]−∞, 1e1]x ↦ ln(x)x) est surjective : sa dérivée est 1 − ln(x)x2, positive avant e et négative après, donc elle croît de −∞ à 1e1 puis décroît.
Illustre : Surjection.
Une application f : E → F à la fois injective et surjective est dite bijective, ou est une bijection de E sur F. De façon équivalente :
pour tout y ∈ F, l'équation y = f(x) d'inconnue x ∈ E admet une unique solution ;
tout élément y de F admet exactement un antécédent par f dans E ;
Exemple : Une bijection.
Illustre : Bijection.