วันจันทร์ที่ 10 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2557

ความหมายของฟังก์ชัน


ฟังก์ชัน คือ ความสัมพันธ์ซึ่งในสองคู่อันดับใดๆ ของความสัมพันธ์นั้น ถ้าสมาชิกตัวหน้าเหมือนกันแล้ว สมาชิกตัวหลังต้องไม่ต่างกัน
      นั่นคือ
      ถ้า (x1,y1 r และ (x1,y2 r แล้ว y1= y2
      หลักในการพิจารณาว่าความสัมพันธ์เป็นฟังก์ชันหรือไม่
      1. ถ้าความสัมพันธ์นั้นอยู่ในรูปแจกแจงสมาชิก ให้ดูว่าสมาชิกตัวหน้าของคู่อันดับซ้ำกันหรือไม่ ถ้าสมาชิกตัวหน้าของคู่อันดับซ้ำกัน แสดงว่าความสัมพันธ์นั้นไม่เป็นฟังก์ชัน
      2. ถ้าความสัมพันธ์นั้นอยู่ในรูปของการกำหนดเงื่อนไขสมาชิก
          r = {(x,y) 
 A× B | P(x,y) } ให้แทนค่าแต่ละสมาชิกของ ลงในเงื่อนไข P(x,y) เพื่อหาค่า ถ้ามี ตัวใดที่ให้ค่า yมากกว่า ค่า แสดงว่าความสัมพันธ์นั้นไม่เป็นฟังก์ชัน
      3. พิจารณาจากกราฟของความสัมพันธ์ โดยการลากเส้นตรงขนานกับแกน ถ้าเส้นตรงดังกล่าวตัดกราฟของความสัมพันธ์มากกว่า จุด แสดงว่าความสัมพันธ์นั้นไม่เป็นฟังก์ชัน



                                                                               ฟังก์ชันจาก ไป  B
• ฟังก์ชันจาก ไป B
         f เป็นฟังก์ชันจาก ไป ก็ต่อเมื่อ เป็นฟังก์ชันที่มีโดเมนคือเซต และเรนจ์เป็นสับเซตของเซต เขียนแทนด้วย f : A  B
• ฟังก์ชันจาก ไปทั่วถึง B
         f เป็นฟังก์ชันจาก ไปทั่วถึง ก็ต่อเมื่อ เป็นฟังก์ชันที่มีโดเมนเป็นเซต และเรนจ์เป็นของเซต เขียนแทนด้วย f : A B
• ฟังก์ชันหนึ่งต่อหนึ่งจาก ไป B
         f เป็นฟังก์ชันหนึ่งต่อหนึ่งจาก ไป ก็ต่อเมื่อ เป็นฟังก์ชันจาก ไป ซึ่งถ้า  R f
แล้วมี 
 Df เพียงตัวเดียวเท่านั้นที่ทำให้ (x,y)  f เขียนแทนด้วย f : B
         หรืออาจกล่าวอย่างง่ายๆได้ว่า เป็นฟังก์ชันหนึ่งต่อหนึ่ง ก็ต่อเมื่อสำหรับ x1และ xในโดเมน ถ้า 
f( x1) = f( x2แล้ว x= x2
• ฟังก์ชันเพิ่ม ฟังก์ชันลด

ให้ เป็นฟังก์ชันจากสับเซตของ R× R และ  Df

 f เป็นฟังก์ชันเพิ่มใน ก็ต่อเมื่อ สำหรับสมาชิก xและ xใดๆ ใน A

ถ้า x< xแล้ว f( x1) < f( x2)

 f เป็นฟังก์ชันลดใน ก็ต่อเมื่อ สำหรับสมาชิก xและ xใดๆ ใน A

ถ้า x< xแล้ว f( x1) > f( x2)



                                                                                  ฟังก์ชันที่ควรรู้จัก
• ฟังก์ชันเชิงเส้น (linear function)


กราฟของฟังก์ชันเชิงเส้นจะมีลักษณะเป็นเส้นตรง
a < 0
a = 0






a > 0






• ฟังก์ชันขั้นบันได (step function)
กราฟของฟังก์ชันนี้จะมีรูปร่างคล้ายขั้นบันได


• ฟังก์ชันกำลังสอง (quadratic function)

กราฟของฟังก์ชันกำลังสองจะมีลักษณะเป็นรูปพาราโบลา

• ฟังก์ชันพหุนาม (polynomial function)

• ฟังก์ชันตรรกยะ (rational function)

• ฟังก์ชันที่เป็นคาบ (periodic function)
            f เป็นฟังก์ชันที่เป็นคาบ ก็ต่อเมื่อ มีำจำนวนจริง ที่ทำให้ f(x+p) = f(x) สำหรับ ทุกค่าของ และ x+p ที่อยู่ในโดเมนของ f



 ฟังก์ชันอินเวอร์ส
 เนื่องจากฟังก์ชัน คือ รูปแบบหนึ่งของความสัมพันธ์ ดังนั้น การหาอินเวอร์สของฟังก์ชันจึงหาได้ เช่นเดียวกับการหาอินเวอร์สของความสัมพันธ์ เพียงแต่อินเวอร์สของฟังก์ชันไม่จำเป็นต้องเป็นฟังก์ชันเสมอไป

ตัวอย่างเช่น
กำหนด
f = {(1,2) ,(2,3) ,(3,4)}


f-1 = {(2,1) ,(3,2) ,(4,3)} เป็นฟังก์ชัน


กำหนด
g= {(1,2) ,(2,3) ,(4,2)}


g-1 = {(2,1) ,(3,2) ,(2,4)} ไม่ เป็นฟังก์ชัน
      เรียกอินเวอร์สของฟังก์ชันที่เป็นฟังก์ชันว่า "ฟังก์ชันอินเวอร์ส" จากตัวอย่างข้างต้นจะเห็นว่า ฟังก์ชันที่จะมีฟังก์ชันอินเวอร์สได้ จะต้องเป็นฟังก์ชันหนึ่งต่อหนึ่ง

สมบัติของฟังก์ชันอินเวอร์ส


กำหนดให้ เป็นฟังก์ชัน

1. f - 1 เป็นฟังก์ชัน เมื่อ เป็นฟังก์ชัน 1-1

2. Df = R f - 1 และ Rf = D- 1


                                                                       ฟังก์ชันคอมโพสิท  (Composite  Function)

            ให้ และ เป็นฟังก์ชัน และ f  Dg Ø ฟังก์ชันคอมโพสิทของ และ เขียนแทนด้วยgof กำหนดโดย (gof)(x) = g(f(x)) สำหรับทุก ซึ่ง f(x)  Dg







ตัวอย่างที่1 ให้ f: A  B และ g : B  C ดังแสดงในแผนภาพ





f = {(1,5), (2,4), (3,6)} และ


g = {(4,7), (5,7), (6,8)}

(gof)(1)
= g(f(1))
= g(5)
= 7


(gof)(2)
= g(f(2))
= g(4)
= 7


(gof)(3)
= g(f(3))
= g(6)
= 8


 gof
= {(1,7), (2,7), (3,8)} และ Dgof = A
ข้อสังเกต
     จากตัวอย่างที่ จะเห็นว่าไม่มี fog เพราะ f  Dg



                                           พีชคณิตของฟังก์ชัน  (Agebra of Function)
กำหนดให้ และ เป็นฟังก์ชันในเซตของจำนวนจริง
f + g
= { (x, y) | y = f(x) + g(x) และ  D f  D}
f - g
= { (x, y) | y = f(x) - g(x) และ  D f  Dg }
f · g
= { (x, y) | y = f(x) · g(x) และ x  D f  Dg }
= { (x, y) | y =
และ  D f  Dg และ g(x)  0 }



จากบทนิยามจะได้
f + g (x)
= f(x) + g(x) ซึ่ง  D f  Dg

f - g (x)
= f(x) - g(x) ซึ่ง  D f  Dg

f · g (x)
= f(x) · g(x) ซึ่ง  D f  Dg

(x)
=
ซึ่ง  D f  Dg และ g(x)  0