Gráfico de una función indicatriz que muestra a un subconjunto de los puntos de un cuadrado en (en rojo), donde los puntos tienen coordenada z=1 (color ocre), mientras que los puntos del cuadrado tienen coordenada z=0 (rojos).
En matemáticas, una función indicatriz o función característica, es una función definida sobre un conjunto que indica la pertenencia o no en un subconjunto de .
La función indicatriz del subconjunto de un conjunto es una función:
El término de función indicatriz es a veces útil en lugar de función característica, esta denominación evita la confusión con la función característica usada en probabilidades, pero puede producir uno nuevo, con la función indicatriz en análisis convexo.
La función en ocasiones se expresa , o incluso . (La letra se usa porque es la letra inicial de la palabra característica en griego). Otra forma de notación corresponde al corchete de Iverson en donde escribimos
.
(Importante: La función puede ser considerada también como la función identidad en el conjunto ).
El interés principal de estas funciones es de transformar relaciones entre conjuntos a relaciones entre funciones.[1]
La función indicatriz o característica de un subconjunto de un conjunto , asocia elementos de al conjunto .
La correspondencia es sobreyectiva solo cuando es un subconjunto propio de . Si , entonces . Por un argumento similar, si entonces .
En lo siguiente, el punto representa multiplicación, 1·1 = 1, 1·0 = 0 etc. "+" y "−" representan suma y resta. "" y "" son intersección y unión respectivamente.
Pero si tomamos como el anillo con sus operaciones de suma y producto habituales, entonces:
(intersección de conjuntos)
(diferencia simétrica de conjuntos)
mostrando que la función que asigna a cada subconjunto del conjunto potencia de su función característica es un isomorfismo de anillos entre el conjunto potencia de (con la intersección y la diferencia simétrica de conjuntos como producto y suma respectivamente) y el conjunto de las funciones de en con la suma y producto de funciones definidas por las operaciones dentro del anillo punto a punto sobre todo .
Continuando con el complemento de conjuntos, y generalizando: supongamos que es una colección de subconjuntos de ; si denotamos como el conjunto de índices, entonces:
, para todo .
es claramente un producto de s y s. Este producto vale 1 precisamente para los que no pertenecen a ninguno de los conjuntos y en caso contrario. Esto es,