부산대 2016학년도 모의 1차 자연계열 2번 · mathesis.kr/archive/pusan/2016mo_1/jayeon_2
문제
【 문항 2 】 다음 제시문을 근거로 하여 논제에 답하시오. (30점)
[가] 함수 가 정의 되어 있을 때, 정의역 의 임의의 원소 에 대하여 일 때 가 성립하면, 를 일대일함수라고 한다.
[나] 함수 가 일대일함수이고, 치역과 공역이 같으면 를 일대일대응이라고 한다.
[다] 두 함수 와 가 주어졌을 때, 집합 의 임의의 원소 에 집합 의 원소 를 대응시켜서 를 정의역, 를 공역으로 하는 새로운 함수를 정의할 수 있다. 이 함수를 와 의 합성함수라고 하며, 이것을 기호로 로 나타낸다.
함수 에 대하여 로 정의하자.
2-1. 집합 에서의 함수 가운데서, 정의역의 모든 에 대하여가 성립하는 함수 의 개수를 구하시오. (10점)
2-2. 집합 에서의 함수 가운데서, 가 공집합이고가 성립하는 함수 의 개수를 구하시오. (10점)
2-3. 집합 에서의 일대일대응 가운데서, 가성립하는 함수 의 개수를 구하시오. (10점)
부산대 2016학년도 모의 1차 자연계열 2번 · mathesis.kr/archive/pusan/2016mo_1/jayeon_2
2-1. (10점) 합성함수 인 경우는(ⅰ) 항등함수 1개,
(ⅱ) 어느 한 쌍의 두 수가 서로 다른 수에 대응하는 경우 개,
(ⅲ) (ⅱ)이 두 쌍인 경우 로 나누어진다.
따라서, (ⅰ), (ⅱ), (ⅲ)에 의하여 1 + = 1 + 6 + 3 = 10(개)이다.
2-2. (10점) 가 공집합이므로 모든 에 대하여 이다.그리고 를 만족해야 는 일대일 대응이고 6개의 수가 세수씩 두 조로 편성하여각조는 예를 들어[예]

와 같이 대응되어야 한다.
6개의 수를 세수씩 두 조로 편성하는 방법의 수
각 조에서 [예]의 1이 3에 대응되는 경우로 나누어 곱의 법칙을 적용하면, 전체 경우의 수는 = 40(개)이다.
2-3. (10점) 가 개의 원소를 가질 때, 모든 에 대하여 인 함수의 개수를 이라고 하자. (∵ 원소가 1개일 때는 없다.) (∵ 원소가 2개일 때는 서로 다른 수에 대응.) (∵ 원소가 3개일 때는 2가지 경우이다.)
= 9(∵) 1과 인 수 를 잡고 점화식을 구하면ⅰ) 1에 , 에 1이 대응할 때: 남은 2개를 대응하는 것으로 ⅱ) 1에 , 에 1이 아닐 때: 1자리를 제외한 3개를 대응하는 것으로 따라서 4개를 완전순열로 대응하는 가짓수는 3개의 에 대해 이다.
같은 방법으로, 이고,
따라서 = 44(개)이다.
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