Historia de la definición de Función Inyectiva y Sobreyectiva

Soy un estudiante universitario que recién comienza a estudiar Teoría elemental de conjuntos. Al estudiar sobre la definición de función inyectiva y sobreyectiva, por curiosidad, me vino a la mente una pregunta sobre la definición de estas funciones:

1) ¿Cómo se les ocurrió tal definición? ¿Cómo surgió y por qué debe definirse de esa manera? ¿Qué tiene de especial la función inyectiva y sobreyectiva que hace que deban definirse de esa manera?

Para aclarar el contexto de mi pregunta, aquí están las condiciones de esta pregunta:

  • Las funciones inyectivas "en resumen" se definen como: para cada elemento en el codominio, hay "como máximo" un elemento que se asigna a él desde el dominio. Para funciones sobreyectivas: para cada elemento en el codominio, hay al menos un elemento que se asigna a él desde el dominio.
  • Como puede ver, no estoy buscando cuál es exactamente la definición de una función Inyectiva o Sobreyectiva (muchos sitios brindan esa información solo de Google), sino más bien por qué se define de esa manera. ¿Qué lo hace tan especial que se le tiene que dar su propia terminología (funciones inyectivas y sobreyectivas)?
  • Por último, solo soy un humano, así que si algo no está claro sobre esta publicación, házmelo saber en el comentario e intentaré editar la publicación para que quede más claro.

No sé cómo va la historia real y esto es solo una especulación aproximada al tratar de adivinar cómo sucedió (es posible que sea algo así, pero no lo veas como la verdad):

  • La persona que primero acuñó estos términos (funciones sobreyectivas e inyectivas) estaba, al principio, tratando de estudiar sobre funciones (en términos de teoría de conjuntos) y qué condiciones las hacían invertibles. Observó que algunas funciones son fácilmente invertibles ("función biyectiva") mientras que otras no pueden tener ningún tipo de inversa. A medida que continúa estudiando, descubre que algunas funciones pueden tener inversas si se cumplen ciertas condiciones, como si fueran un tipo de funciones "semi" invertibles. Descubre que estas condiciones se pueden distinguir en dos tipos: invertible a la derecha o invertible a la izquierda. Más adelante puede distinguir que, sólo aquellas funciones que mapean con un tipo específico de patrón pueden tener un inverso izquierdo (al que llamó el patrón "inyectivo"). Y sucedió algo similar cuando descubrió el patrón de las funciones sobreyectivas. Entonces, en resumen, mi opinión es: no es como si quisiera definir la función inyectiva y sobreyectiva así, pero simplemente sucedió que lo "descubrió" en "esa forma". Por lo tanto, la definición de función inyectiva y sobreyectiva. Pero, de nuevo, solo soy yo tratando de ser el Sr. Sabelotodo. Espero no estar siendo demasiado grosero. Si alguien sabe la historia real, que la comparta.

Saludos,

Respuestas (2)

De acuerdo con esta página sobre "los primeros usos conocidos de algunas palabras matemáticas" , los términos inyectivo, sobreyectivo y biyectivo se introdujeron por primera vez en Theorie des ensembles de Bourbaki , de 1954, página 80. Las motivaciones de los autores fueron estandarizar la terminología, afirmando:

Los términos estándar son muy necesarios para "uno a uno", "sobre" y "uno a uno sobre"; ¿Serán aceptables la "inyección", la "sobreyección" y la "biyección" de Bourbaki?"

(Observe cómo el grupo Bourbaki se refiere a sí mismo en tercera persona).

El título del texto de Bourbaki respalda su suposición de que estos términos se introdujeron por primera vez en relación con el estudio de la teoría de conjuntos.

El mismo recurso del sitio atribuye el primer uso de la correspondencia biunívoca (es decir, inyección) al matemático danés Zeuthen, en su Sur les points fondamentaux de deux superficies dont les points se corresponsal un à un , de 1870.

El primer uso de "Onto", es decir, sobreyección, se atribuye a CC MacDuffee en su Introd. Álgebra abstracta de 1940, poco antes del retratamiento de Bourbaki.

En cuanto a lo que hace que estas funciones merezcan una atención especial, las funciones biyectivas se utilizan para definir la equinumerosidad en la teoría de conjuntos. (También se puede usar un argumento de inyección "bidireccional" para identificar conjuntos equinumeros). Las funciones biyectivas que preservan la estructura se usan para identificar estructuras isomorfas en álgebra. Y una gran cantidad de otras aplicaciones. Además, las inyecciones, sobreyecciones y biyecciones tienen propiedades interesantes y vale la pena estudiarlas por derecho propio.

Esto aclara un poco las cosas. Para obtener una idea, la pregunta es: "¿pero por qué los términos estándar no son "muy" necesarios para "muchos a uno", "en" y "muchos a uno en"? Claramente hay un objetivo implícito / razón aquí Y a partir de su respuesta, muy posiblemente sea para el estudio de Equinumerosity (y tal vez sea poco probable para el estudio de funciones inversibles como lo que dije). Gracias.
@ Gin99 Me sorprendió personalmente lo reciente que es esta terminología. Supongo que "muchos a uno" y "en" se pueden describir como "no inyectivo" y "no sobreyectivo", por lo que quizás no se necesiten términos separados. Una función tiene una inversa si y solo si es una biyección, por lo que los términos podrían usarse indistintamente, según el contexto. Aunque Bourbaki introdujo estos términos en relación con la teoría de conjuntos, su aplicabilidad incluye todas las teorías matemáticas que presentan funciones, que es prácticamente todo.
Gracias por los enlaces. Me sorprende que biyección/inyección/sobreyección se usaran tan pronto. Aprendí teoría de conjuntos usando la terminología uno a uno/sobre. De hecho, no recuerdo haber escuchado el término biyección durante mi licenciatura en Matemáticas, que fue varias décadas después de Bourbaki.

Algunos datos complementarios:

  • Sobre los prefijos "in" y "sur": aunque "in" es muy neutral y no evoca especialmente "uno a uno", "sur" significa en francés "onto" ("le chat est sur la table" = " el gato está en la mesa").

  • Los nombres anteriores en francés eran "univoque" (origen de la Edad Media, contrario a "équivoque") usado por los matemáticos alrededor de 1900 para "inyectivo" ( https://www.cnrtl.fr/etymologie/univoque ) y "bi-univoque" por "biyectiva".

  • Debe decirse que la inyectividad y la sobreyectividad son duales (en cierto sentido) entre sí, como lo ejemplifican las "secuencias exactas cortas" :

0 A   F   B   gramo   C 0

dónde F es inyectable y gramo es sobreyectiva, pero de hecho más que eso: en el marco de las categorías, F es un "monomorfismo" y gramo es un "epimorfismo": F y gramo operan en conjuntos que tienen una estructura algebraica/topológica/geométrica, por ejemplo, grupos o espacios vectoriales, o espacios vectoriales topológicos, etc. Tenga en cuenta que los prefijos "mono" y "epi" son el equivalente griego de "single/one" y " sobre" resp.