逆映射

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逆映射
术语名称 逆映射
英语名称 inverse map
别名 反函数, inverse function, 逆, inverse
可逆映射
术语名称 可逆映射
英语名称 invertible map
别名 可逆函数, invertible function, 可逆, invertible

映射的(inverse)是指一个映射的反向映射,即把原来映射的像映射回其原像。 存在逆映射被称为可逆(invertible),当且仅当映射是个双射

定义

逆映射/反函数
运算名称 逆映射/反函数
运算符号 [math]\displaystyle{ \bullet^{-1} }[/math]
Latex
^{-1}
运算对象 映射
运算元数 1
运算结果 映射
定义域 [math]\displaystyle{ \left\{f \in Y ^ X \mid f 是双射 \right\} }[/math]
陪域 [math]\displaystyle{ \left\{f \in X ^ Y \mid f 是双射 \right\} }[/math]

对映射 [math]\displaystyle{ f: X\to Y }[/math],若存在映射 [math]\displaystyle{ g: Y\to X; f(x) \mapsto x }[/math] ,则称映射 [math]\displaystyle{ f }[/math]可逆的(invertible),及映射 [math]\displaystyle{ f }[/math]可逆映射(invertible map)或可逆函数(invertible function),同时称映射 [math]\displaystyle{ g }[/math] 是映射 [math]\displaystyle{ f }[/math]逆映射(inverse map)或反函数(inverse function),简称(inverse),记作 [math]\displaystyle{ f^{-1} }[/math]

由于逆是复合运算的逆,和乘法逆元的逆有类似的标记,有可能造成混淆。通常常用函数的逆有其各自的惯用写法来区别,不容易产生歧义,但是单用这一记号确实是存在误解风险的。

对于非双射的映射或函数,有时也会使用这一术语,但需要对映射进行以下修改:

  • 对于非满射,默认缩小其陪域为值域,以保证在新陪域上是个满射,其逆函数也用这个新的陪域作为定义域。对于允许部分函数的情况,不需要特殊操作。
  • 对于非单射,通常会选择一个限制,以保证原映射在新定义域内是个单射。对于允许多值函数的情况,不需要特殊操作。

性质

可逆

  • 映射是可逆的,当且仅当映射是一个双射。

逆映射

  • 是复合运算下的逆元: [math]\displaystyle{ f^{-1} \circ f = \mathrm{id}_X, f \circ f^{-1} = \mathrm{id}_Y }[/math]
    • 同时,会从迭代中抵消一次 [math]\displaystyle{ f^{-1} \circ f^n = f^n \circ f^{-1} = f^{n-1} (n\gt 0) }[/math]


映射
定义属性 定义域、陪域、值域
特殊映射 空映射常值映射恒等映射[math]\displaystyle{ \mathrm{id}_\bullet }[/math]包含映射[math]\displaystyle{ \iota }[/math]
类型 单射满射双射
运算 复合[math]\displaystyle{ \circ }[/math]迭代[math]\displaystyle{ \bullet^n }[/math]逆映射(反函数)[math]\displaystyle{ \bullet^{-1} }[/math]限制、延拓