Not that obvious...

by Vitor Greati

General concepts about functions

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25/03/2016

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Function

It's a mathematical object responsible for transforming objects from a set A to a set B, preserving their identities. We say
$$f : A \to B$$ to indicate a function that takes elements from a set A and transforms them into elements of a set B. Preserving the identity of the objects in A means that, if we take two elements of A and they are the same, a function from A to B must send them to an unique object in B. In mathematical chattering: $$\forall x_1,x_2 \in A, x_1 = x_2 \Rightarrow f(x_1) = f(x_2)$$

One-to-one functions

When a function is one-to-one, it preserves the difference of the objects in A when transforming into objects of B. It means that this kind of function guarantees the following property: $$\forall x_1,x_2 \in A, x_1 \neq x_2 \Rightarrow f(x_1) \neq (x_2)$$

Onto functions

An onto function is capable of producing the set B, because all of the $y \in B$ has a correspondence in A; it means that $$\forall y \in B, \exists x \in A, f(x) = y$$

Bijective functions

When a function is both one-to-one and onto, we say that it's bijective. In essence, when there exist such a function from a set A to B, we say that A and B are equivalent or that the set A can be rewritten as the set B, and vice versa. It's a perfect translation process. It's like writing a number from a base X to a base Y.

Important functions

Constant function
A function $f : A \to B$ is said to be constant if this property holds: $$\forall x \in A, f(x) = b, b \in B$$
Identity function
A function $Id_A : A \to A$ of a set A sends every element of A to itself. It means that $$\forall x \in A, Id_A(x) = x$$
Singleton
A singleton $f_b : \{a\} \to B$, with $\{a\}$ being any unit set, sends the element $a$ to an element $b \in B$. In other words, $f_b(a) = b \in B$. For a better understanding, think of a singleton as a function related to an element of B, with the purpose of pointing to $b$ no matter what it receives. Note that every element of $B$ has a an associated singleton.
Projection
Given a cartesian product $A \times B$, a projection extracts one element of the ordered pairs. So, in this case, there are two projections: $$\pi_1 : A \times B \to A, \pi_1( \langle a,b \rangle ) = a$$ $$\pi_2 : A \times B \to B, \pi_2( \langle a,b \rangle ) = b$$

The set of all total functions from A to B

It's denoted by $B^A$ or $[A \to B]$.

Métodos de prova

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06/03/2016

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Generalização Universal (GU)

Seja $x$ um elemento arbitrário,
então $P(x)$.
$\forall x$, $P(x)$

Demonstração Direta (DD)

Suponha $p$.
Então $q$.
Logo, se $p$ então $q$.

Introdução da Conjunção (IC)

Afirmação 1.
Afirmação 2.
Então Afirmação 1 $\land$ Afirmação 2.

Generalização Existencial (GE)

Tome um $k \mid P(k)$.
Logo, $\exists x \mid P(x)$.

Redução ao Absurdo (RA)

Suponha $p$.
Absurdo.
Logo, $\neg p$.

Instanciação Existencial (IE)

Existe $x \mid P(x)$.
Então $P(z)$.

Eliminação 1 da Conjunção ($E_1C$)

Afirmação 1 $\land$ Afirmação 2.
Logo, Afirmação 1.

Eliminação 2 da Conjunção ($E_2C$)

Afirmação 1 $\land$ Afirmação 2.
Logo, Afirmação 2.

Introdução 1 da Disjunção ($I_1D$)

Afirmação 2.
Então Afirmação 1 $\lor$ Afirmação 2.

Introdução 2 da Disjunção ($I_2D$)

Afirmação 1.
Então Afirmação 1 $\lor$ Afirmação 2.

Eliminação do Condicional ou Modus Ponens(MP)

Se $p$ então $q$.
$p$.
Logo, $q$.

Modus Tollens* (MT)

Se $p$, então $q$.
$\neg q$.
Então $\neg p$.

Contra-positiva* (CP)

Se $p$ então $q$.
Portanto, se $\neg q$ então $\neg p$.

Lei 1a de De Morgan (DM1a)

$\neg(p \land q)$
Logo, $\neg p \lor \neg q$.

Lei 2a de De Morgan (DM2a)

$\neg p \lor \neg q$.
Logo, $\neg(p \land q)$

Lei 1b de De Morgan (DM1b)

$\neg(p \lor q)$
Logo, $\neg p \land \neg q$.

Lei 2b de De Morgan (DM2b)

$\neg p \land \neg q$.
Logo, $\neg(p \lor q)$

Silogismo Disjuntivo* (SD)

$p \lor q$.
$\neg p$.
Então $p$.

Silogismo Hipotético* (SH)

Se $p$ então $q$.
Se $q$ então $r$.
Logo, se $p$ então $r$.

Lei da Exportação* (LE)

Se $p$ então (se $q$ então $r$).
Então, se $p$ então $q$, então $r$.