+10점 · [1][1] f∈GN4⇒f(x)=f(x)2,(x∈N4)⇒f(x)=0 또는 f(x)=1,(x∈N4)이다.
그런데 N4={0,1}이므로 f∈GN4는 다음과 같이 4가지 경우뿐이다.
①f(0)=0,f(1)=0 ②f(0)=1,f(1)=1 ③f(0)=0,f(1)=1 ④f(0)=1,f(1)=0
따라서 ①,②,③,④와 같이 정의된 함수를 각각 f1,f2,f3,f4라 놓으면 GN4={f1,f2,f3,f4}이다.
+5점 · [2][2] 집합 N1에서 집합 N3로의 일대일함수가 존재하려면 N3에 속하는 원소의 개수가 N1에 속하는 원소의 개수 이상이어야 한다. 그런데 집합 N1에 속하는 원소의 개수는 무수히 많고 집합 N3에 속하는 원소의 개수는 3이므로 N1에서 N3로의 일대일함수는 존재하지 않는다. 따라서 FN1,N3=∅이다.
+5점 · [3][3] f∈GA2⇒f(x)=f(x)2⇒f(x)=0 또는 f(x)=1이다. 그런데 집합 A2에 속하는 원소의 개수는 3이상이므로 f는 일대일함수가 아니다. 따라서 f∈/FA2,N1이므로 GA2∩FA2,N1=∅이다.
+15점 · [4][4] 등식이 성립하지 않는다.
(반례) f(x)=x3,g(x)=x,h(x)=x+1(x∈N1)으로 정의하면 f,g,h는 모두 일대일 함수이므로
f,g,h∈FN1,N1이다.
(f∘(g+h))(x)=f((g+h)(x))=f(g(x)+h(x))=f(2x+1)=(2x+1)3이고
((f∘g)+(f∘h))(x)=(f∘g)(x)+(f∘h)(x)=f(g(x))+f(h(x))=f(x)+f(x+1)=x3+(x+1)3이다.
그런데 x=0,x=−21, x=−1인 모든 x에 대하여 (2x+1)3=x3+(x+1)3이다. 따라서
(f∘(g+h))(x)=((f∘g)+(f∘h))(x)이므로 f∘(g+h)=f∘g+f∘h이다.
+15점 · [5][5] (a11a21a12a22)∈A3이라면 a11a22=a12a21이고 a11,a12,a21,a22가 N3에 속하므로 a12=a11 또는
a12=a22이다. 만일 a12=a11이라면 a21=a22이고 만일 a12=a22이라면 a21=a11이다. 따라서 A3에 속하는 원소는 다음과 같다.
(3333), (5555), (7777), (3535), (3737), (3355), (3377), (5353), (5757), (5533), (5577), (7373), (7575), (7733), (7755)
그러므로 n=15이다.
한편 r∈T이면 r2−r=0이므로 r2=r이다. 그런데 모든 원소 r∈A3에 대하여 r2=r이므로 집합 T는 공집합이고 m은 0이다. 즉, n+m=15이다.