Fungsi memasangkan setiap anggota domain dengan tepat satu keluaran di kodomain. Kita dapat memeriksa apakah keluaran dipakai ulang dan apakah seluruh kodomain tercapai. Kedua pemeriksaan itu membedakan fungsi injektif, surjektif, dan bijektif.
Sebuah fungsi disebut injektif atau satu-ke-satu jika setiap elemen yang berbeda di domain X dipetakan ke elemen yang berbeda pula di kodomain Y. Dengan kata lain, tidak boleh ada dua elemen domain berbeda yang memiliki hasil pemetaan (bayangan) yang sama di kodomain.
Definisi Formal:
Fungsi f:X→Y adalah injektif jika untuk setiap x1,x2∈X, berlaku:
f(x1)=f(x2)⟹x1=x2
Atau, secara ekuivalen (menggunakan kontraposisi):
x1=x2⟹f(x1)=f(x2)
Bayangkan setiap siswa dalam satu sekolah (domain) harus memiliki nomor induk siswa (kodomain) yang unik. Tidak boleh ada dua siswa yang nomor induknya sama. Fungsi pemetaan dari siswa ke nomor induk ini adalah fungsi injektif.
Contoh:
Fungsi f(x)=2x untuk x∈R adalah injektif, karena setiap nilai x yang berbeda akan menghasilkan 2x yang berbeda.
Fungsi g(x)=x2 untuk x∈Rbukan injektif, karena g(2)=4 dan . Ada dua input berbeda ( dan ) yang menghasilkan output yang sama ().
Kita dapat membuktikan contoh linear langsung dari definisi injektif:
Sebuah fungsi disebut surjektif atau pada (onto) jika setiap elemen di kodomain Y merupakan hasil pemetaan (bayangan) dari setidaknya satu elemen di domain X. Dengan kata lain, tidak ada elemen di kodomain yang "tidak terjangkau" atau tidak memiliki pasangan di domain. Range (daerah hasil) dari fungsi surjektif sama dengan kodomainnya.
Definisi Formal:
Fungsi f:X→Y adalah surjektif jika untuk setiap y∈Y, terdapat setidaknya satux∈X sehingga:
f(x)=y
Bayangkan setiap siswa dipasangkan dengan satu kelas. Beberapa siswa boleh berada di kelas yang sama. Pemetaan siswa ke kelas bersifat surjektif jika setiap kelas yang masuk kodomain memiliki setidaknya satu siswa.
Contoh:
Fungsi f(x)=x3 dari R→R adalah surjektif, karena setiap bilangan real y di kodomain adalah hasil pangkat tiga dari suatu bilangan real x (yaitu x=3y).
Fungsi g(x)=x2 dari R→Rbukan surjektif, karena tidak ada bilangan real x yang menghasilkan (atau bilangan negatif lainnya). Elemen negatif di kodomain tidak memiliki pasangan di domain.
Namun, jika kita batasi kodomainnya menjadi g(x)=x2 dari R→[0,∞) (bilangan real non-negatif), maka fungsi ini menjadi surjektif.
Sebuah fungsi disebut bijektif jika ia bersifat injektif dan surjektif sekaligus. Artinya, setiap elemen di domain dipetakan ke elemen yang unik di kodomain, dan setiap elemen di kodomain memiliki tepat satu pasangan elemen di domain.
Fungsi bijektif menciptakan korespondensi satu-ke-satu yang sempurna antara elemen domain dan kodomain.
Definisi Formal:
Fungsi f:X→Y adalah bijektif jika untuk setiap y∈Y, terdapat tepat satux∈X sehingga:
f(x)=y
Bayangkan dua kelompok dengan jumlah anggota yang sama. Setiap anggota kelompok pertama dipasangkan dengan tepat satu anggota kelompok kedua, dan setiap anggota kelompok kedua juga memiliki tepat satu pasangan. Pemetaan seperti ini adalah bijektif.
Fungsi f:X→Y memiliki invers dua arah f−1:Y→X tepat ketika fungsi tersebut bijektif. Fungsi injektif tetap dapat dibalik pada daerah hasil fungsi setelah daerah hasil itu dipilih sebagai kodomain.
Pemetaan dari bilangan real ke bilangan real
Injektif
Surjektif
Alasan utama
2x
Ya
Ya
Setiap keluaran memiliki satu masukan setengah nilainya.
x3
Ya
Ya
Setiap keluaran memiliki satu akar pangkat tiga real.
x2
Tidak
Tidak
Masukan berlawanan tanda berulang, keluaran negatif tidak tercapai.
ex
Ya
Tidak
Keluaran selalu positif, meskipun masukan berbeda memberi keluaran berbeda.
x3−x
Tidak
Ya
Semua nilai real tercapai, tetapi nol memiliki beberapa masukan.
Untuk k(x)=x3−x, tiga masukan menghasilkan nol, sehingga fungsi tidak injektif:
k(−1)=k(0)=k(1)=0
Fungsi polinomial ini kontinu, dengan nilai menuju −∞ ketika x→−∞ dan menuju +∞ ketika x→+∞. Teorema nilai antara memastikan setiap nilai real tercapai, sehingga fungsi surjektif.
Ketiga pemetaan memakai rumus q(x)=x2. Kodomain berubah dari butir pertama ke kedua, lalu domain dibatasi pada butir ketiga. Tentukan apakah setiap pemetaan injektif, surjektif, bijektif, atau bukan keduanya.
Fungsi ini tidak injektif dan tidak surjektif. Fungsi ini tidak injektif karena q(2)=q(−2)=4, serta tidak surjektif karena tidak ada bilangan real negatif yang tercapai.
Fungsi ini surjektif, tetapi tidak injektif. Setiap y≥0 tercapai dengan memilih x=y, tetapi input yang berlawanan tanda masih memiliki kuadrat yang sama.
Fungsi ini bijektif. Pembatasan domain meniadakan input negatif yang menghasilkan nilai sama, dan setiap nilai dalam [0,∞) tercapai tepat satu kali. Inversnya adalah q−1(x)=x.
Rumusnya tidak berubah. Klasifikasinya berubah karena domain dan kodomainnya berubah.
Diterbitkan: . Diperbarui: .
Injektif tetapi Tidak Surjektif
Setiap masukan menghasilkan keluaran berbeda, tetapi angka tiga tidak tercapai.
Surjektif tetapi Tidak Injektif
Semua keluaran tercapai, tetapi dua masukan menghasilkan angka satu.
Injektif dan Surjektif
Kedua keluaran tercapai, masing-masing dari satu masukan.