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Aufgabe: Eigenschaften von Relationen bestimmen. Ist diese Relation eine Funktion?

Hallo,

Kann mir jemand von euch erklären, wie man Eigenschaften von Relationen bestimmen kann? Also beispielsweise muss eine Relation ja linkstotal und rechtseindeutig sein, um auch eine Funktion sein zu können, aber ich verstehe nicht, wie man diese Linkstotalität und Rechtseindeutigkeit herausfinden kann.
Ich kann die Eigenschaften von Relationen an Schaubildern erkennen, aber wenn ich eine Relation vor mir habe, dann weiß ich nicht, wie ich vorgehen soll und was getan werden muss, um die Eigenschaften erkennen zu können.

Wie würde man es beispielsweise bei der folgenden Relation machen?:

R = {(x, y) ∈ ℝ × ℝ | x² + y² = 2}

Wie muss ich vorgehen, worauf muss ich achten? Gibt es irgendwelche Vorgehensweisen, die man immer anwendet?

Lieben Dank für jede Hilfe und schönen Tag noch!

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1 Antwort

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Linkstotal bedeutet, dass für alle \(x\in \mathbb{R}\) ein \(y\in \mathbb{R}\) exisitiert, so dass \((x,y)\in R\). Das ist nicht erfüllt. Wählst du irgendeine Zahl \(x>\sqrt{2}\), so findest du kein \(y\) mehr, so dass \(x^2+y^2=2\), weil du, salopp gesagt, mit dem \(x^2\) über "das Ziel (=2) hinausschießt" und dieses "Mehr" nicht korrigieren kannst.

Beispiel: \(x=3\), dann folgt \(3^2+y^2=9+y^2=2 \Rightarrow y^2=-7\). Hier findest du aber keine Lösung, da \(y\in \mathbb{R}\).

Also: Nicht linkstotal.

Rechtseindeutig bedeutet, dass für alle \(x\in \mathbb{R}\) und für alle \(y,z\in \mathbb{R}\) gilt, dass aus \((x,y)\in R \, \land \, (x,z)\in R\) gilt, dass \(y=z\).

Das gilt auch nicht, betrachte \((x,y)=(0,\sqrt{2})\) und \((x,z)=(0,-\sqrt{2})\).

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Vielen Lieben Dank für die schnelle Antwort und für die Erklärung!!

Ich hab ein paar nachfragen:


Wie kommst du in deinem Beispiel auf die 2, also hier vor dem letzten y^2 ?

 \(3^2+y^2=9+y^2=2 \Rightarrow y^2=-7\)


Also geht man immer so vor, dass man einfach Zahlen einsetzt und dann schaut, ob es erfüllt wird? Was würde man bei dieser Relation machen:

R = {(x, y) ∈ ℝ × ℝ | y = x² + 1}  ? Weil hier wurde mir gesagt von jemandem, dass das Linkstotal oder rechtseindeutig ist (ich weiß nicht mehr welches es war), aber wie beweist bzw. zeigt man das?

Gegenbeispiele mit Zahlen einsetzen kann man ja eigentlich nur machen, wenn man schon im vorhinein erkannt hat, dass es eine dieser Eigenschaften nicht ist :/


Lieben Dank!

Gegenbeispiele mit Zahlen einsetzen kann man ja eigentlich nur machen, wenn man schon im vorhinein erkannt hat, dass es eine dieser Eigenschaften nicht ist :/

Genau, das ist hier aber sehr leicht. \(x^2+y^2=r^2\) ist die Kreisgleichung, das gehört zum Vokabular jeder Person, die sie mich mit Mathematik beschäftigt. Keine Funktion. Das erkennt man z. B. daran, dass einem \(x\)-Wert zwei \(y\)-Werte zugeordnet werden müssten. (Das spricht gegen die Rechtseindeutigkeit)

https://www.desmos.com/calculator/usj81thzbs

Ich habe \(2\) gewählt, weil mir danach war. Du kannst jede Zahl \(x>\sqrt{2}\) wählen, weil für \(x=\sqrt{2}\) das Quadrat \(x^2=2\) ist und man dann gerade noch so auf \(y=0\) ausweichen kann, um \(x^2+y^2=2\) zu erfüllen. Alle \(x>\sqrt{2}\) wären also in Frage gekommen, weil man dann keine Wahl mehr für \(y\) hat.

Für das Beispiel \(R=\{(x,y)\in \mathbb{R}\times \mathbb{R} : y=x^2+1\}\) sieht man, dass es eine Funktion ist, nämlich die Normalparabel um \(+1\) nach oben verschoben entlang der \(y\)-Achse.

Um die Rechtseindeutigkeit und Linkstotalität zu beweisen, musst du hier allgemein vorgehen.

Also zeigen, dass es für alle \(x\in \mathbb{R}\) (mindestens) ein \(y\in \mathbb{R}\) gibt, so dass \((x,y)\in \mathbb{R}\).

Wie findet man zu gegebenem \(x\) ein \(y\)? Umstellen!

\(y=x^2+1 \Leftrightarrow x=\pm\sqrt{y+1}\)

Hier ist es tatsächlich nicht schlimm, dass du zwei Werte erhältst, weil es hier um die Linkstotalität und nicht um Eindeutigkeit geht. Man kann ja schließlich bei einer Funktion mehrere Male den gleichen Funktionswert haben, insofern die Eingabewerte unterschiedlich sind - man denke an Nullstellen!

Rechtseindeutigkeit zeigst du so:

Du willst zeigen, dass für alle \(x\in \mathbb{R}\) und für alle \(y,z\in \mathbb{R}\) gilt, dass wenn sowohl \((x,y)\in R\) als auch \((x,z)\in R\), dass sodann \(y=z\) gilt.

Also, angenommen \((x,y)\in R\) - was heißt das? Na klar, dass \(y=x^2+1\) und analog \((x,z)\in R\), wenn \(z=x^2+1\). Also?

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