f가 단사라 하자
x in A => exist some y in f(A) s.t y=f(x) by f가 단사함수 => f(x) in f(A)
thus x in f-1(f(A))
A가 f-1(f(A)) 의 부분집합
x in f-1(f(A)) => exist some y in f(A) s.t f(x)=y
=> y in f(A) => x in A
f-1(f(A)) 가 A 부분집함
따라서 둘은 서로 같다
X의 모든 부분집합 A에 대해 f-1(f(A)) = A
let x in A => exist some y in f(A) s.t f(x)=y
suppose f가 단사아님.
Then exist some z in X s.t f(z)=y, x=/z
then z in A or z in X-A
1) z in A =>f(A)=f(A-{z})=> z in f-1(f(A))=f-1(f(A-{z}))
=> z in A-{z}
이는 모순
2) z in X-A => f(A)=f(AU{z}) by 가정 f(x)=f(z)
=> f-1(f(A))=f-1(f(AU{z})=A
=> z in A by z in f-1(f(AU{z}))
이는 모순
따라서 두 경우 전부모순
f가 단사아니란 가정하 모순이 도출되므로 단사아니라는 가정이 모순 따라서 f는 단사
2번도 비슷하게 귀류법이랑 정의 이용해 풀어보셈
집합에 대한 함수와 역함수 관계 생각할때, 역함수는 함수의 well-defined 성질을 만족하지 않을 수 있다는걸 깔고 가는게 좋음.
다시 말하면 함수 f 에다가 정의역의 원소 하나 집어넣으면 그 함숫값은 공역의 원소 중 어떤 한 값 이 나와야함 (함수라고 지칭했으니 well-defined 성질을 만족해야됨)
그런데, 그 함수의 역함수에다가 공역의 원소 하나 집어넣으면 그 값은 정의역의 원소 중 두 개 이상의 값이 나올수도 있고, 정의되지 않아서 값이 안나올 수도 있음. (f 가 함수라고 했지, 그의 역함수도 함수라고 한 것이 아니기 때문에)
1번은 원소 1개짜리 부분집합을 이용하면 됨.
x1 ≠ x2 이고 f(x1) = f(x2) 인 x1, x2 가 존재하는 경우 A = {x1} 이라 하면 f^(-1)(f(A)) = {x1, x2} 이므로 모순.
2번은 A = f^(-1)(B) 라고 할 때, B는 f(A) 에 없는 원소도 있을 수 있다는 점을 생각하라는 뜻임.
다시 말해서 f(x) = y 인 x 가 존재하지 않는다면, 그런 y를 B에 얼마든지 포함시켜도 A = f^(-1)(B) 는 그대로 성립하니까
f(A) = B 가 항상 성립한다는 말은 그런 y 가 공변역 Y 에 존재하지 않는다는 뜻이라는 걸 보이라는 말임.