Kapitel 3
Funktionen, Vollständige Induktion und Zahlenmengen


 3.1 Komposition (Hintereinanderausführung) von Abbildungen
 3.2 Der Funktionsbegriff
  3.2.1 Gleichheit von Funktionen
  3.2.2 Komposition von Funktionen
 3.3 Surjektivität und Injektivität
  3.3.1 Monotonie von Funktionen
 3.4 Reelle Zahlen
  3.4.1 Die Gruppe
  3.4.2 Axiomensystem für die reellen Zahlen
  3.4.3 Körperaxiome
  3.4.4 Anordnungsaxiome
 3.5 Vollständigkeitsaxiom
 3.6 Rechnen mit Maxima/Minima
 3.7 Vollständige Induktion Fakultät, Binomialkoeffizient
  3.7.1 Induktionssatz
  3.7.2 Beweisschema Vollständige Induktion
  3.7.3 Definition durch Induktion/Rekursive Definition
  3.7.4 BERNOULLIsche Ungleichung
  3.7.5 Geometrische Summe
  3.7.6 Binomialkoeffizient
 3.8 Der binomische Satz
  3.8.1 PASCALsches Dreieck
 3.9 Betrag einer reellen Zahl/Ungleichungen
  3.9.1 Vorzeichenfunktion
  3.9.2 Betragsfunktion
  3.9.3 Ungleichung zwischen dem geometrischen und arithmetischen Mittel (GAM-Ungleichung)
 3.10 CAUCHY-SCHWARZsche Ungleichung
 3.11 Komplexe Zahlen
  3.11.1 Definition von Addition und Multiplikation in ~
C
  3.11.2 Polardarstellung komplexer Zahlen
Motivation:
a (x,y) = x+ y, x,y  (-  R
   R2     R

    2
a : R '--> R

a : {Studierende im Ho¨rsaal}'--> N

a(S) = Alter von S

Definition:

X, Y  seien Mengen. Eine Abbildung oder Funktion von X  in Y  ist eine Vorschrift, die jedem x  (-  X  eindeutig ein y  (-  Y  zuordnet. Folgende Schreibweisen sind dabei üblich:

  • f  : X  '--> Y
  • x '--> f(x)
  • a  : R2 '-->  R
  • (x,y) '--> x + y

f(x)  (-  Y  heißt Funktionswert von f  in x  , X  heißt Definitionsbereich D(f)  von f  , x  (-  X  heißt unabhängige Variable oder Argument von f  . Die Menge R(f) = {y  (-  Y | es gibt x  (-  X  mit f (x) = y} heißt Bildmenge von f  . y  (-  R(f)  nennt man abhängige Variable. In der Gleichung y = f(x)  heißt x  Urbild zu y  . Die Urbildmenge ist {x  (-  X|f(x)  (-  R(f)} .

Bemerkung:

f  : X '-->  Y  ist eine Funktion, falls aus f(x1) /= f(x2)  folgt: x1 /= x2  (A '--> B) <-->  (¬ B '--> ¬A)  . Eine äquivalente Formulierung wäre: Aus (x1 = x2)  folgt (f(x1) = f(x2))  .

Definition:

f  : X '--> Y  sei eine Funktion: graph(f(x)) = {(x,y)  (-  X ×Y |y = f(x),x  (-  X} .