$$ \newcommand\bm[1]{\boldsymbol{#1}} \renewcommand\limsup{\varlimsup} \renewcommand\liminf{\varliminf} $$

$X$, $Y$ を集合, $f:X\rightarrow Y$ を写像, $A_1$, $A_2$ を $X$ の部分集合とする. このとき, $$ f(A_1\cup A_2) = f(A_1)\cup f(A_2) $$ が成り立つことを証明せよ.

解答例 1

$A_1$, $A_2$ はともに $A_1\cup A_2$ に含まれるから, $f(A_1)$, $f(A_2)$ はともに $f(A_1\cup A_2)$ に含まれる. ゆえに, $f(A_1)\cup f(A_2)\subseteq f(A_1\cup A_2)$ が成り立つ.

逆に, $y\in f(A_1\cup A_2)$ とする. ある $x\in A_1\cup A_2$ が存在して, $y=f(x)$ である. $x\in A_1\cup A_2$ より, $x\in A_1$ または $x\in A_2$ であるから, $y\in f(A_1)$ または $y\in f(A_2)$. ゆえに, $y\in f(A_1)\cup f(A_2)$. したがって, 逆の包含関係もいえる.

最終更新日:2011年11月02日

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