수학의 정석

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[차현우] 실력편 수학 II (2014) - 함수
연습문제 6-6

안녕하세요~ 연습문제 6-6은 일일이 그려보는 방법 외에 다른 직관적이나 수학적인 방법은 없나요?

전혀 없는 것은 아닙니다...만 확률과 통계에서 배우는 조합의 개념을 이용해야 하기 때문에 중학과정이나 수1, 수2의 내용만으로는 힘듭니다. 또한 조합의 개념을 이용하더라도, 정의역과 그래도 한 번 생각해 보면, 모든 x에 대해서 f(f(x)) = x 가 되어야 하는데, f(x) = y라고 할 때, f(y) = x가 되어야 합니다. A의 두 원소 x, y에 대해서, x는 y로 향하고 y는 x로 향하도록 짝을 지어야 하는 것입니다. 이 짝을 자기 자신과 지을 수도 있고, 서로 다른 원소끼리 지을 수도 있는데, 모든 원소가 자기 자신과 짝을 짓는, 즉 모든 x에 대해서 f(x) = x를 만족하는 경우는 1가지 뿐이고, 서로 다른 원소끼리 짝을 짓는 경우에 대해서 생각할 때, 3개의 원소 중 2개의 원소를 선택해야 하는데, 3개의 원소 중 2개의 원소를 선택하는 방법의 수는 3가지이므로, 총 1+3 = 4 가지의 방법이 있는 것입니다. 3개 중 2개를 선택하는 과정에서 조합의 개념이 들어가기 때문에 강의에서는 이 방법은 이용하지 않았습니다.

안녕하세요!

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