Articulo de referencia

Restricción (matemáticas)

La función incógnita 2 {\displaystyle x^{2}} con dominio R {\displaystyle \mathbb {R} } no tiene una función inversa . Si restringimos incógnita 2 {\displaystyle x^{2}} a los nú...

La funciónincógnita2{\displaystyle x^{2}}con dominioR{\displaystyle \mathbb {R} }no tiene una función inversa . Si restringimosincógnita2{\displaystyle x^{2}}a los números reales no negativos , entonces tiene una función inversa, conocida como la raíz cuadrada deincógnita.{\displaystyle x.}

En matemáticas , la restricción de una funciónF{\displaystyle f}es una nueva función, denotadaF|A{\displaystyle f\vert _{A}}oFA,{\displaystyle f{\upharpoonright _{A}},}obtenido al elegir un dominio más pequeñoA{\displaystyle A}para la función originalF.{\displaystyle f.} La funciónF{\displaystyle f}Se dice entonces que se extiendeF|A.{\displaystyle f\vert _{A}.}

Definición formal

DejarF:miF{\displaystyle f:E\to F}ser una función de un conjuntomi{\displaystyle E}a un conjuntoF.{\displaystyle F.}Si un conjuntoA{\displaystyle A}es un subconjunto demi,{\displaystyle E,}entonces la restricción deF{\displaystyle f}aA{\displaystyle A} es la función [ 1 ]F|A:AF{\displaystyle {f|}_{A}:A\to F} dado porF|A(incógnita)=F(incógnita){\displaystyle {f|}_{A}(x)=f(x)}paraincógnitaA.{\displaystyle x\in A.}De manera informal, la restricción deF{\displaystyle f}aA{\displaystyle A}es la misma función queF,{\displaystyle f,}pero solo se define enA{\displaystyle A}.

Si la funciónF{\displaystyle f}se considera una relación(incógnita,F(incógnita)){\displaystyle (x,f(x))}en el producto cartesianomi×F,{\displaystyle E\times F,}entonces la restricción deF{\displaystyle f}aA{\displaystyle A}puede representarse mediante su gráfica ,

GRAMO(F|A)={(incógnita,F(incógnita))GRAMO(F):incógnitaA}=GRAMO(F)(A×F),{\displaystyle G({f|}_{A})=\{(x,f(x))\in G(f):x\in A\}=G(f)\cap (A\times F),}

donde las parejas(incógnita,F(incógnita)){\displaystyle (x,f(x))}representan pares ordenados en el gráficoGRAMO.{\displaystyle G.}

Extensiones

Una funciónF{\displaystyle F}Se dice que es unextensión de otra funciónF{\displaystyle f}si siempreincógnita{\displaystyle x}está en el dominio deF{\displaystyle f}entoncesincógnita{\displaystyle x}también está en el dominio deF{\displaystyle F}yF(incógnita)=F(incógnita).{\displaystyle f(x)=F(x).} Es decir, sidominioFdominioF{\displaystyle \operatorname {domain} f\subseteq \operatorname {domain} F}yF|dominioF=F.{\displaystyle F{\big \vert }_{\operatorname {domain} f}=f.}

Aextensión lineal (respectivamente,extensión continua , etc.) de una funciónF{\displaystyle f}es una extensión deF{\displaystyle f}que también es un mapa lineal (respectivamente, un mapa continuo , etc.).

Ejemplos

  1. La restricción de la función no inyectivaF:RR, incógnitaincógnita2{\displaystyle f:\mathbb {R} \to \mathbb {R} ,\ x\mapsto x^{2}}al dominioR+=[0,){\displaystyle \mathbb {R} _{+}=[0,\infty )}es la inyecciónF:R+R, incógnitaincógnita2.{\displaystyle f:\mathbb {R} _{+}\to \mathbb {R} ,\ x\mapsto x^{2}.}
  2. La función factorial es la restricción de la función gamma a los enteros positivos, con el argumento desplazado en uno:Γ|Z+(norte)=(norte1)¡{\displaystyle {\Gamma |}_{\mathbb {Z} ^{+}}\!(n)=(n-1)!}

Propiedades de las restricciones

  • Restringir una funciónF:incógnitaY{\displaystyle f:X\rightarrow Y}a todo su dominioincógnita{\displaystyle X}devuelve la función original, es decir,F|incógnita=F.{\displaystyle f|_{X}=f.}
  • Restringir una función dos veces es lo mismo que restringirla una vez, es decir, siABdomF,{\displaystyle A\subseteq B\subseteq \operatorname {dom} f,}entonces(F|B)|A=F|A.{\displaystyle \left(f|_{B}\right)|_{A}=f|_{A}.}
  • La restricción de la función identidad a un conjuntoincógnita{\displaystyle X}a un subconjuntoA{\displaystyle A}deincógnita{\displaystyle X}es solo el mapa de inclusión deA{\displaystyle A}enincógnita.{\displaystyle X.}[ 2 ]
  • La restricción de una función continua es continua. [ 3 ] [ 4 ]

Aplicaciones

Funciones inversas

Para que una función tenga una inversa, debe ser biyectiva . Si una funciónF{\displaystyle f}no es uno a uno, puede ser posible definir una inversa parcial deF{\displaystyle f}restringiendo el dominio. Por ejemplo, la función F(incógnita)=incógnita2{\displaystyle f(x)=x^{2}} definido en su totalidadR{\displaystyle \mathbb {R} }no es uno a uno ya queincógnita2=(incógnita)2{\displaystyle x^{2}=(-x)^{2}}para cualquierincógnitaR.{\displaystyle x\in \mathbb {R} .} Sin embargo, la función se vuelve biyectiva si nos restringimos al dominioR0=[0,),{\displaystyle \mathbb {R} _{\geq 0}=[0,\infty ),}en cuyo caso F1(y)=y.{\displaystyle f^{-1}(y)={\sqrt {y}}.}

(Si en cambio nos restringimos al dominio(,0],{\displaystyle (-\infty ,0],}entonces el inverso es el negativo de la raíz cuadrada dey.{\displaystyle y.}) Alternativamente, no es necesario restringir el dominio si permitimos que la inversa sea una función multivaluada .

Operadores de selección

En álgebra relacional , una selección (a veces llamada restricción para evitar confusiones con el uso de SELECT en SQL ) es una operación unaria escrita como σaθb(R){\displaystyle \sigma _{a\theta b}(R)}oσaθv(R){\displaystyle \sigma _{a\theta v}(R)}dónde:

  • a{\displaystyle a}yb{\displaystyle b}son nombres de atributos,
  • θ{\displaystyle \theta }es una operación binaria en el conjunto{<,,=,,,>},{\displaystyle \{<,\leq ,=,\neq ,\geq ,>\},}
  • v{\displaystyle v}es un valor constante,
  • R{\displaystyle R}es una relación .

La selecciónσaθb(R){\displaystyle \sigma _{a\theta b}(R)}selecciona todas esas tuplas enR{\displaystyle R}para quéθ{\displaystyle \theta }se mantiene entre ela{\displaystyle a}y elb{\displaystyle b}atributo.

La selecciónσaθv(R){\displaystyle \sigma _{a\theta v}(R)}selecciona todas esas tuplas enR{\displaystyle R}para quéθ{\displaystyle \theta }se mantiene entre ela{\displaystyle a}atributo y el valorv.{\displaystyle v.}

De este modo, el operador de selección se restringe a un subconjunto de toda la base de datos.

El lema de pegado

El lema de pegado es un resultado en topología que relaciona la continuidad de una función con la continuidad de sus restricciones a subconjuntos.

Dejarincógnita,Y{\displaystyle X,Y}sean dos subconjuntos cerrados (o dos subconjuntos abiertos) de un espacio topológicoA{\displaystyle A}de tal manera queA=incógnitaY,{\displaystyle A=X\cup Y,}y dejarB{\displaystyle B}también puede ser un espacio topológico. SiF:AB{\displaystyle f:A\to B}es continuo cuando se restringe a ambosincógnita{\displaystyle X}yY,{\displaystyle Y,}entoncesF{\displaystyle f}es continuo.

Este resultado permite tomar dos funciones continuas definidas en subconjuntos cerrados (o abiertos) de un espacio topológico y crear una nueva.

gavillas

Los haces proporcionan una forma de generalizar las restricciones a objetos que no son funciones.

En la teoría de haces , se asigna un objetoF(U){\displaystyle F(U)}en una categoría para cada conjunto abiertoU{\displaystyle U}de un espacio topológico , y requiere que los objetos satisfagan ciertas condiciones. La condición más importante es que existan morfismos de restricción entre cada par de objetos asociados a conjuntos abiertos anidados; es decir, siVU,{\displaystyle V\subseteq U,}entonces hay un morfismoresV,U:F(U)F(V){\displaystyle \operatorname {res} _{V,U}:F(U)\to F(V)}que satisfacen las siguientes propiedades, las cuales están diseñadas para imitar la restricción de una función:

  • Para cada conjunto abiertoU{\displaystyle U}deincógnita,{\displaystyle X,}el morfismo de restricciónresU,U:F(U)F(U){\displaystyle \operatorname {res} _{U,U}:F(U)\to F(U)}es el morfismo identidad enF(U).{\displaystyle F(U).}
  • Si tenemos tres conjuntos abiertosWVU,{\displaystyle W\subseteq V\subseteq U,}luego el compuestoresW,VresV,U=resW,U.{\displaystyle \operatorname {res} _{W,V}\circ \operatorname {res} _{V,U}=\operatorname {res} _{W,U}.}
  • (Localidad) Si(Ui){\displaystyle \left(U_{i}\right)}es una cubierta abierta de un conjunto abiertoU,{\displaystyle U,}y sis,tF(U){\displaystyle s,t\in F(U)}son tales ques|Ui=t|Ui{\displaystyle s{\big \vert }_{U_{i}}=t{\big \vert }_{U_{i}}}para cada conjuntoUi{\displaystyle U_{i}}de la cubierta, entoncess=t{\displaystyle s=t}; y
  • (Pegado) Si(Ui){\displaystyle \left(U_{i}\right)}es una cubierta abierta de un conjunto abiertoU,{\displaystyle U,}y si para cadai{\displaystyle i}una secciónincógnitaiF(Ui){\displaystyle x_{i}\in F\left(U_{i}\right)}se da de tal manera que para cada parUi,Uj{\displaystyle U_{i},U_{j}}de la cubierta establece las restricciones desi{\displaystyle s_{i}}ysj{\displaystyle s_{j}}estar de acuerdo en las coincidencias:si|UiUj=sj|UiUj,{\displaystyle s_{i}{\big \vert }_{U_{i}\cap U_{j}}=s_{j}{\big \vert }_{U_{i}\cap U_{j}},}Luego hay una secciónsF(U){\displaystyle s\in F(U)}de tal manera ques|Ui=si{\displaystyle s{\big \vert }_{U_{i}}=s_{i}}para cadai.{\displaystyle i.}

La colección de todos esos objetos se llama haz . Si solo se cumplen las dos primeras propiedades, es un prehaz .

Restricción izquierda y derecha

De forma más general, la restricción (o restricción de dominio o restricción izquierda )AR{\displaystyle A\triangleleft R}de una relación binariaR{\displaystyle R}entremi{\displaystyle E}yF{\displaystyle F}puede definirse como una relación que tiene dominioA,{\displaystyle A,}codominioF{\displaystyle F}y gráficoGRAMO(AR)={(incógnita,y)F(R):incógnitaA}.{\displaystyle G(A\triangleleft R)=\{(x,y)\in F(R):x\in A\}.} De forma similar, se puede definir una restricción de derecha o una restricción de rango.RB.{\displaystyle R\triangleright B.}De hecho, se podría definir una restricción anorte{\displaystyle n}relaciones -arias , así como a subconjuntos entendidos como relaciones, como las del producto cartesiano.mi×F{\displaystyle E\times F}para relaciones binarias. Estos casos no encajan en el esquema de haces .

Antirrestricción

La antirrestricción de dominio (o sustracción de dominio ) de una función o relación binariaR{\displaystyle R}(con dominiomi{\displaystyle E} y codominioF{\displaystyle F}) por un conjuntoA{\displaystyle A}puede definirse como(miA)R{\displaystyle (E\setminus A)\triangleleft R}; elimina todos los elementos deA{\displaystyle A}del dominiomi.{\displaystyle E.} A veces se denotaA{\displaystyle A}  R.{\displaystyle R.}[ 5 ] De manera similar, laantirrestricción de rango(osustracción de rango) de una función o relación binariaR{\displaystyle R}por un conjuntoB{\displaystyle B}se define comoR(FB){\displaystyle R\triangleright (F\setminus B)}; elimina todos los elementos deB{\displaystyle B}del codominioF.{\displaystyle F.}A veces se denotaR{\displaystyle R}  B.{\displaystyle B.}

Véase también

Referencias

  1. Stoll, Robert (1974). Sets, Logic and Axiomatic Theories (2.ª ed.). San Francisco: WH Freeman and Company. pp. [36]. ISBN   0-7167-0457-9.
  2. ^ Halmos, Paul (1960). Teoría de conjuntos ingenua . Princeton, Nueva Jersey: D. Van Nostrand.Reimpreso por Springer-Verlag, Nueva York, 1974. ISBN 0-387-90092-6(Edición de Springer-Verlag). Reimpreso por Martino Fine Books, 2011. ISBN 978-1-61427-131-4(Edición de bolsillo).
  3. Munkres, James R. (2000). Topología (2.ª ed.). Upper Saddle River: Prentice Hall. ISBN  0-13-181629-2.
  4. Adams, Colin Conrad; Franzosa, Robert David (2008). Introducción a la topología: pura y aplicada . Pearson Prentice Hall. ISBN 978-0-13-184869-6.
  5. Dunne, S. y Stoddart, Bill. Teorías unificadoras de la programación: Primer Simposio Internacional, UTP 2006, Castillo de Walworth, Condado de Durham, Reino Unido, 5-7 de febrero de 2006, Edición revisada. Selección... Informática y cuestiones generales) . Springer (2006)
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