题目
二、多选题(共10题,20.0分) 题型说明:多选题 38.(多选题,2.0分) 设f()N→Q定义为f(n)=n/1,则() A. f是单射 B. f是满射 C. f的像集是正整数集 D. f是自然数到有理数的嵌入映射
二、多选题(共10题,20.0分) 题型说明:多选题 38.(多选题,2.0分) 设f()N→Q定义为f(n)=n/1,则()
A. f是单射
B. f是满射
C. f的像集是正整数集
D. f是自然数到有理数的嵌入映射
A. f是单射
B. f是满射
C. f的像集是正整数集
D. f是自然数到有理数的嵌入映射
题目解答
答案
### 问题解析
题目给出了一个函数 $ f: \mathbb{N} \to \mathbb{Q} $,定义为 $ f(n) = \frac{n}{1} $。我们需要分析这个函数的性质,判断哪些选项是正确的。
1. **函数定义**:
- $ \mathbb{N} $ 表示自然数集,即 $ \{0, 1, 2, 3, \ldots\} $。
- $ \mathbb{Q} $ 表示有理数集,即所有可以表示为 $ \frac{p}{q} $ 形式的数,其中 $ p $ 和 $ q $ 是整数,且 $ q \neq 0 $。
- 函数 $ f(n) = \frac{n}{1} $ 实际上就是 $ f(n) = n $,因为任何数除以1还是它本身。
2. **单射(Injective)**:
- 单射的定义是:如果 $ f(a) = f(b) $,则 $ a = b $。
- 对于 $ f(n) = n $,如果 $ f(a) = f(b) $,则 $ a = b $。因此,$ f $ 是单射。
3. **满射(Surjective)**:
- 满射的定义是:对于每一个 $ y \in \mathbb{Q} $,存在一个 $ x \in \mathbb{N} $ 使得 $ f(x) = y $。
- 有理数集 $ \mathbb{Q} $ 包含所有分数,而自然数集 $ \mathbb{N} $ 只包含非负整数。显然,不是每一个有理数都能找到一个自然数 $ n $ 使得 $ f(n) = y $。例如,$ \frac{1}{2} $ 是一个有理数,但没有自然数 $ n $ 使得 $ f(n) = \frac{1}{2} $。因此,$ f $ 不是满射。
4. **像集(Image)**:
- 像集是指函数 $ f $ 的所有输出值的集合。
- 对于 $ f(n) = n $,像集是所有自然数 $ \{0, 1, 2, 3, \ldots\} $。这些自然数也是正整数集的一部分,但不包括负数和分数。因此,像集是正整数集(如果考虑自然数从1开始)或非负整数集(如果考虑自然数从0开始)。
5. **嵌入映射(Embedding)**:
- 嵌入映射是指将一个集合的元素映射到另一个集合中,且保持原有的结构。
- $ f(n) = n $ 将自然数集 $ \mathbb{N} $ 映射到有理数集 $ \mathbb{Q} $ 中,且保持了自然数的结构。因此,$ f $ 是自然数到有理数的嵌入映射。
### 答案
根据以上分析,正确的选项是:
- A. f是单射
- C. f的像集是正整数集
- D. f是自然数到有理数的嵌入映射
因此,答案是 **A, C, D**。
解析
本题考查函数的基本性质,包括单射、满射、像集以及嵌入映射的概念。关键在于理解函数$f(n)=n$在自然数集$\mathbb{N}$到有理数集$\mathbb{Q}$中的映射特性:
- 单射:不同自然数映射到不同的有理数;
- 满射:像集是否覆盖整个有理数集;
- 像集:函数输出值的集合;
- 嵌入映射:保持自然数原有的结构。
选项分析
A. f是单射
单射定义:若$f(a)=f(b)$,则$a=b$。
- 函数$f(n)=n$中,每个自然数$n$唯一对应有理数$n$,因此单射成立。
B. f是满射
满射定义:像集覆盖整个$\mathbb{Q}$。
- $\mathbb{Q}$包含所有分数(如$\frac{1}{2}$),但$f(n)=n$的像集仅为自然数,无法覆盖所有有理数,满射不成立。
C. f的像集是正整数集
像集定义:函数输出值的集合。
- 若$\mathbb{N}$定义为$\{1,2,3,\ldots\}$,则像集为正整数集;若$\mathbb{N}$包含$0$,像集为非负整数集。
- 根据选项表述,像集为正整数集,成立。
D. f是自然数到有理数的嵌入映射
嵌入映射定义:保持原集合的结构。
- $f(n)=n$将自然数视为有理数的子集,保持加法、序等结构,嵌入映射成立。