일대일 대응이라고 항상 증가나 감소하는 것은 아니다

실수 전체에서 f(0)=1, f(1)=0이고 나머지는 f(x)=x인 함수는 일대일 대응입니다. 0,1은 증가를, 2,3은 감소를 반박합니다. 일대일 대응과 증가·감소 조건을 분리하세요.

구리선과 여러 색 내부 연결선이 드러난 케이블 끝

사진: Raimond Spekking · CC BY-SA 4.0 · 원본 출처

f(x)={1(x=0),0(x=1),x(x≠0,1) f(x)=\begin{cases}1&(x=0),\\0&(x=1),\\x&(x\ne0,1)\end{cases}

실수 전체에서 실수 전체로의 함수다. 0과 1의 함수값만 맞바꾸고 나머지는 그대로다.

서로 다른 입력의 함수값이 겹치지 않고 모든 실수가 함수값으로 나오므로 일대일 대응이다. 그러면 증가하거나 감소할까?

입력 비교 함수값 비교 반박하는 주장
0<1 f(0)>f(1) 증가함수
2<3 f(2)<f(3) 감소함수

이 함수는 증가도 감소도 하지 않는다. 일대일 대응의 정의가 입력의 대소 관계까지 보존하도록 요구하지 않는다.

함수라는 판단을 고칠 필요는 없다. 그 뒤의 증가·감소 주장만 반박한다. 해외의 단서 분리 구성을, 함수의 정의와 변화 방향을 따로 검토하는 문항으로 재작성했다.

출처·착안: Dan Meyer, 「Plates Without States」. 문항과 풀이는 새로 작성했다.