함수(Function)
입력 하나에 출력 하나를 정해 주는 규칙. 그래프는 모든 (입력, 출력) 쌍을 한꺼번에 그린 그림이다.
함수는 기계처럼 생각하면 편합니다. 입력
입력을 하나씩 넣는 대신 모든 입력을 한꺼번에 넣고 결과를 점으로 찍으면 그래프가 됩니다. 그래프는 함수를 "한눈에 보는" 방법입니다. 이 생각은 계속 쓰입니다. 모든 점에서 기울기(slope)를 모으면 도함수(derivative function), 모든 끝점까지의 넓이(area)를 모으면 넓이 함수(area function)가 됩니다.
입력과 출력이 꼭 수 하나일 필요는 없습니다. 평면의 점을 평면의 점으로 보내는 함수가 선형변환(linear transformation)이고, 복소수(complex number)를 복소수로 보내는 함수는 그래프를 그릴 공간이 모자라 색으로 칠해서 봅니다.
함수를 정확히 말하는 언어는 집합(set)입니다. 입력이 올 수 있는 집합과 출력이 놓일 집합을 정해 두고, 입력 하나마다 출력 하나를 짝지어 주는 것이 함수입니다. 서로 다른 입력이 언제나 서로 다른 출력으로 가면 단사(injective), 출력 쪽 집합의 원소(element)가 하나도 빠짐없이 어떤 입력의 짝이 되면 전사라 하고, 둘 다이면 전단사(bijective)입니다. 출력에서 입력으로 거꾸로 가는 함수(역함수, inverse function)는 전단사일 때만 있습니다. 예를 들어 실수(real number) 전체에서
함수 두 개를 차례로 적용하는 것을 합성이라 합니다. 먼저 제곱하고 이어서 사인(sine)을 취하는
1930년대 미국의 논리학자 알론조 처치가 만든 람다 계산(lambda calculus)은 함수를 만드는 일과 함수에 값을 넣는 일, 이 두 가지만으로 튜링 기계(Turing machine)가 할 수 있는 모든 계산을 적을 수 있음을 보여 줍니다. 여기에 모든 변수와 함수에 종류(타입(type), 예: "수를 받아 수를 내는 함수")를 붙인 것이 단순 타입 람다 계산(simply typed lambda calculus)입니다. 여기서는 모든 계산이 반드시 끝나는 대신, 표현할 수 있는 계산이 줄어듭니다. 프로그래밍 언어의 타입 검사도 이 생각과 뿌리가 닿아 있습니다.
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이 개념 위에 세워진 것
이 개념을 언급하는 페이지
- 도함수
… 점을 x = 로 옮기면 기울기도 바뀝니다(지금 ). 이 값들을 모두 모아 그래프로 그리면 새함수f' 가 나옵니다. 위: f와 접선. 아래: 지나간 점들의 기울기가 남긴 자취. 버튼으로 전체를 그려 …
- 도메인 컬러링
복소함수f 는 입력도 평면, 출력도 평면이라 4차원이 있어야 그래프를 그릴 수 있습니다. 그래서 입력 평면의 각 …
- 선형변환
선형변환은 벡터를 벡터로 보내는함수인데, 더하기와 수 곱하기를 보존합니다. 두 벡터를 먼저 더한 뒤 보내나 따로 보낸 뒤 더하나 결과가 …
- 집합
… 바꿀 수 있습니다. '원 안의 점'처럼 수의 성질이 아니라 위치 로 정해도 집합입니다. 조건은 사실함수입니다. 각 원소에 "예/아니오"를 돌려주는 함수, 곧 소속 함수가 집합과 같은 정보를 담습니다. 원 …
- 단사·전사·전단사
함수f: A \to B 를 화살표 묶음으로 그려 봅시다. 화살표 끝이 겹치지 않으면(서로 다른 입력 → 서로 …
- 동치관계와 분할
… 유리수를 셀 때 약분되는 칸을 건너뛴 것이 바로 덩어리마다 대표를 하나만 고른 일입니다. 거꾸로, 어떤함수든 "같은 값으로 가는 입력끼리"라는 동치관계를 만듭니다. 각 동치류는 한 출력값으로 가는 입력 전체, 곧 …
- 연속체 가설
… 유리수에서의 값만으로 정해지므로 그 전체도 2^{\aleph_0} 입니다. 실수에서 실수로 가는함수를 아무것이나 모두 모으면 그림의 사다리에서 한 칸 위인 2^{2^{\aleph_0}} 로 올라갑니다. …
- 로지스틱 사상
… 2 , x = 0.2 이면 다음 해에는 2 \times 0.2 \times 0.8 = 0.32 입니다. 이함수를 거듭 적용해 얻는 수열 x_0, x_1, x_2, \ldots 을 궤도 라 부릅니다. '사상'은 이처럼 …
- 분기
… 주기 2 궤도가 태어납니다( 주기 배가 ). 주기 2 궤도의 두 점은 f를 두 번 연달아 적용하는사상f \circ f 의 고정점입니다. 그러니 r를 더 올려 f \circ f 의 기울기가 −1을 지나면 같은 …
- 그래프
… 도시와 도로, 사람과 친구 관계, 웹 페이지와 링크, 원자와 결합이 모두 그래프입니다. (여기서 그래프는함수의 그래프와 다른 뜻입니다.) 이 쪽에서는 같은 두 점 사이에 변이 많아야 하나이고, 점이 자기 자신과 이어지지 …
- 쇠렌센–다이스 계수
… 한 쌍입니다. D = 2J/(1+J). 점선은 D = J인 대각선이고, 점은 지금의 (J, D)입니다. 이함수는 늘 커지기만 하므로, 여러 예측을 좋은 순서로 줄 세우면 D로 하든 J로 하든 순서가 같습니다. 다만 …
- 거리 함수
… 부릅니다. 수학은 이것들의 공통점만 뽑아 정의합니다. 집합 X 의 두 원소에 수 하나를 주는함수d 가 다음 세 규칙을 지키면 거리 함수이고, (X, d) 를 거리 공간이라고 합니다. 양수성. …
- 불 대수
… 이 표가 진리표 입니다. 입력이 n개면 진리표는 2^n 줄이고, n개의 입력을 받아 0이나 1을 내는함수는 모두 2^{2^n} 가지입니다. 입력이 둘이면 16가지입니다. 원소 하나를 정해 두고 '그 원소가 A에 …
- 러셀의 역설
… 이 논증은 칸토어의 대각선 논법과 같은 모양입니다. 칸토어는 집합 A에서 멱집합으로 가는 어떤함수f도 모든 부분집합에 닿지 못함을, 부분집합 \{x \in A : x \notin f(x)\} 으로 …
- 람다 계산
1930년대 초 미국 논리학자 알론조 처치는함수를 만드는 것과 적용하는 것 두 가지만으로 이루어진 체계를 내놓았습니다. \lambda x.\,M 은 …
- 문맥 자유 문법
… 이론에서 말하는 트리입니다. 한 기호에 규칙이 여럿일 수 있으니 문법은 기호를 기호열 하나로 보내는함수가 아니라 여러 선택지를 허락하는 관계이고, 그래서 한 문장에 트리가 여럿일 수도 있습니다. 이어지는 곳. …
- 비교 언어학
… 라스무스 라스크가 몇 해 앞서 알아챘습니다) 그림의 법칙이라 부릅니다. 대응을 소리에서 소리로 가는함수로 보면, 조어의 한 소리가 각 언어에서 어떤 소리가 되는지 정해 주는 사상이고, 이 사상이 여러 낱말에 …
- 신경망
… 두면 숨은 층 하나로도, 경계를 포함한 유계인 범위(예를 들어 테두리까지 포함한 정사각형) 위의 연속인함수를 그 범위의 모든 점에서 한꺼번에 원하는 만큼 가깝게 흉내 낼 수 있다는 것이 보편 근사 정리입니다. …
- 해시 테이블
… 하지만, 해시 테이블은 n이 아무리 커도 평균 한두 번이면 찾습니다. 비결은 키(이름)를 해시 함수라는함수로 뒤섞어 큰 수로 만들고, 칸의 개수 m으로 나눈 나머지를 칸 번호로 쓰는 것입니다. 넣을 때도 찾을 …
- 다항식
… 합니다. x^3 - x 는 3차, 상수 5는 0차입니다. 다항식은 더하기와 곱하기만으로 값을 구할 수 있는함수입니다. 그래서 컴퓨터의 수학 라이브러리가 sin이나 eˣ를 구할 때도 대개 입력을 작은 구간으로 옮긴 뒤 …
- 동역학계
… 흐르는 방식에 따라 두 종류가 있습니다. 이산 동역학계 에서는 시간이 한 칸씩 끊겨 흐릅니다. 규칙은함수f 하나이고, 출발점 x_0 에 f를 거듭 적용한 x_0, f(x_0), f(f(x_0)), \ldots …
- 확률변수
… 이름과 달리 확률변수는 무작위하지도 않고 변수도 아닙니다. 표본공간에서 실수로 가는, 미리 정해진함수일 뿐입니다. 우연한 것은 어떤 결과가 나오느냐이고, 결과가 정해지면 거기 붙은 수도 따라 정해지니 그 …
- 범주론
… {0, …, 11}, B = {0, 1, 2, 3}, C = {0, …, 5}, D = {0, 1}과 네함수를 점과 화살표로 그린 것입니다. 어느 길로 가도 결과가 같을 때 이 그림이 가환한다 (commute)고 …
- 모노이드
… 덧붙여야 항등원이 생깁니다), n×n 행렬과 행렬의 곱(항등원 단위행렬), 집합 X에서 X로 가는함수들과 합성(항등원 항등 함수)이 모두 모노이드입니다. 아닌 것도 있습니다. 뺄셈은 (5 − 3) − 1 = …