[출처: 교과서 DB 연계 (DB: KICE_2028) PDF p.4 탐구 851 변형 | 성취기준: 12확통01-02]
[제시문]
[가] 함수 \(f: X \to X\)에 대하여 모든 \(x \in X\)에 대해 \(f(f(x))=x\)이면, \(f\)는 일대일대응이고 \(f = f^{-1}\)이다.
[나] 이러한 대응에서 각 원소는 자기 자신으로 대응되거나(\(f(a)=a\)), 서로 다른 두 원소가 쌍을 이루어 맞바꿔 대응된다(\(f(a)=b, f(b)=a, a \neq b\)).
[출처 : 고등학교 수학 「함수」, 「경우의 수」]
집합 \(X = \{1, 2, 3, 4, 5, 6\}\)에 대하여 다음 조건을 모두 만족시키는 함수 \(f: X \to X\)의 개수를 구하시오.
(가) 모든 \(x \in X\)에 대하여 \(f(f(x)) = x\)이다.
(나) \(f(1) \neq 1\)이고 \(f(2) \neq 2\)이다.
(단, \(1\)과 \(2\)가 서로 짝을 이루는 경우와 그렇지 않은 경우로 분류하여 풀이 과정을 서술하시오.)
QUESTIO MOCK EXAM GRID
※ 풀이 과정의 수식 전개와 전제 조건을 명확히 기재하십시오.