數學裡的「良定義(well-defined)」的定義是什麼?

數學書里有時會說某個概念是「良定義的」,這是什麼意思?怎麼判斷某個概念是否良定義?


謝邀。

良定義的意思就是在定義可能有ambiguity的時候,要檢查一下給出的定義到底是不是清晰的,是不是有意義的。這個詞最常見的用法就是定義映射 f:X/sim	o Y 的時候,很多情況下是先定義一個 	ilde{f}:X	o Y ,然後再驗證 	ilde{f} 跟代表元的選取無關,從而自然地給出了想要定義的f。

90%的情況下,良定義就是 與代表元選取無關的意思;剩下10%可能出現什麼別的數學上的用法我一下子想不起來了。「良定義」這個詞畢竟是一個自然語言的詞語,不是在形式語言裡面通過抽象符號來定義的東西;自然語言裡面任何概念都不可能完全限定死它的含義,永遠都有外延。


補充 @Yuhang Liu的例子.

有一種情況是映射的值域單純按定義是比希望的值域大的,需要驗證像確實落在更小的對象里.

考慮證明兩個賦范線性空間X,Y的對偶空間直積按照R2上的無窮範數與這兩個空間的直積的對偶空間按照R2上的1範數之間存在等距,那麼可以定義一個從X*×Y*到(X×Y)*的映射F: (f,g)-&>f(x)+g(y)

這裡需要檢查F是否是良定的,因為按定義F的像是線性泛函,不顯然有界,需要進一步檢查是否是有界線性泛函.

還有一種情況是定義不是直接給出的,區別商空間的情況,有一種情況是利用Zorn引理給出的,例如證明實Hahn-Banach定理時,對給定全空間X的子空間N上定義的泛函f,需要對所有f的保范延拓F(關於映射的保范延拓構成偏序集,定義域在N與X之間)的任何全序子集B找到一個上界g,這個上界的定義在B的定義域的並集上,x處的函數值定義為一個B中定義域含有x的函數在x處的取值,這裡的定義不顯然是確定的,需要根據全序得到定義的確定性.


就像 @Yuhang Liu 說的,大部分時候都是用在代表元選取上的。

一個函數 f:X
ightarrow Y 是良定義指的是:如果 x, x ,而且 x=x ,那麼 f(x)=f(x

如果不滿足的話就不是一個函數了,只是一個relation。

具體用法就是,從 X/sim 裡面取出任意的代表元 x和x ,驗證 f(x)=f(x

另外要注意和單射的定義區分。


補充一個,比如先給一個函數f,然後定義一個g從A到B如下,若x屬於A交B,則g(x)= x,若x屬於A但不屬於B且f(x)屬於B,則定義g(x)= f(x)。若f( x)不屬於B但f( f( x))屬於B則定義g( x)= f( f( x)),以此類推。只要能夠證明任意x屬於A,有限次f迭代一定屬於B,那麼g就是良定義的


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