مجال الدالة

دالة f من X إلى Y. مجموعة النقاط داخل الشكل البيضاوي الأحمر X هي مجال f . مجموعة النقاط داخل الشكل البيضاوي الأزرق Y هي المجال المقابل لـ f . مجموعة النقاط داخل الشكل البيضاوي الأصفر هي مدى f .
رسم بياني لدالتي الجيب العكسي وجيب التمام العكسي، f ( x ) = arcsin( x ) و f ( x ) = arccos( x )، حيث يتكون مجال كل منهما من مجموعة الأعداد الحقيقية [–1,1] شاملةً.

في الرياضيات ، مجال الدالة هو مجموعة المدخلات التي تقبلها الدالة . ويُرمز إليه أحيانًا بـدوم(و){\displaystyle \operatorname {dom} (f)}أودومو{\displaystyle \operatorname {dom} f}حيث f هي الدالة. وبعبارة أخرى، يمكن اعتبار مجال الدالة بشكل عام "ما يمكن أن تكون عليه قيمة x". [ 1 ]

بتعبير أدق، بالنظر إلى دالةو:XY{\displaystyle f\colon X\to Y}مجال الدالة f هو X. في اللغة الرياضية الحديثة، يُعد المجال جزءًا من تعريف الدالة وليس خاصية لها.

في الحالة الخاصة التي يكون فيها كل من X و Y مجموعتين من الأعداد الحقيقية ، يمكن تمثيل الدالة f بيانيًا في نظام الإحداثيات الديكارتية . في هذه الحالة، يُمثَّل مجال الدالة على المحور x للرسم البياني، باعتباره إسقاطًا للرسم البياني للدالة على المحور x .

لوظيفةو:XY{\displaystyle f\colon X\to Y}تُسمى المجموعة Y بالمجال المقابل : وهي المجموعة التي يجب أن تنتمي إليها جميع المخرجات. تُسمى مجموعة المخرجات المحددة التي تُسندها الدالة إلى عناصر X بالمدى أو الصورة . صورةو{\displaystyle f}هي مجموعة فرعية من Y ، موضحة بالشكل البيضاوي الأصفر في الرسم التخطيطي المصاحب.

يمكن تقييد أي دالة بمجموعة جزئية من مجالها. تقييدو:XY{\displaystyle f\colon X\to Y}لأ{\displaystyle A}، أينأX{\displaystyle A\subseteq X}، تُكتب على النحو التاليو|أ:أY{\displaystyle \left.f\right|_{A}\colon A\to Y}.

المجال الطبيعي

إذا عُرِّفت دالة حقيقية f بصيغة، فقد لا تكون مُعرَّفة لبعض قيم المتغير. في هذه الحالة، تُسمى دالة جزئية ، وتُسمى مجموعة الأعداد الحقيقية التي يمكن عندها حساب الصيغة إلى عدد حقيقي المجال الطبيعي أو مجال تعريف f . في كثير من السياقات، تُسمى الدالة الجزئية ببساطة دالة ، ويُسمى مجالها الطبيعي ببساطة مجالها .

أمثلة

  • الوظيفةو{\displaystyle f}محدد بواسطةو(x)=1x{\displaystyle f(x)={\frac {1}{x}}}لا يمكن تقييمها عند الصفر. لذلك، فإن المجال الطبيعي لـو{\displaystyle f}هي مجموعة الأعداد الحقيقية باستثناء الصفر، والتي يمكن التعبير عنها بـR{0}{\displaystyle \mathbb {R} \setminus \{0\}}أو{xR:x0}{\displaystyle \{x\in \mathbb {R} :x\neq 0\}}.
  • الدالة المتعددة التعريفو{\displaystyle f}محدد بواسطةو(x)={1/xx00x=0،{\displaystyle f(x)={\begin{cases}1/x&x\not =0\\0&x=0\end{cases}},}المجموعة هي مجالها الطبيعيR{\displaystyle \mathbb {R} }من الأعداد الحقيقية.
  • دالة الجذر التربيعيو(x)=x{\displaystyle f(x)={\sqrt {x}}}يُعتبر مجالها الطبيعي مجموعة الأعداد الحقيقية غير السالبة، والتي يمكن التعبير عنها بـR0{\displaystyle \mathbb {R} _{\geq 0}}الفاصل الزمني[0،){\displaystyle [0,\infty )}، أو{xR:x0}{\displaystyle \{x\in \mathbb {R} :x\geq 0\}}.
  • دالة الظل ، ويرمز لها بـلون برونزي{\displaystyle \tan }، ولها كمجال طبيعي مجموعة جميع الأعداد الحقيقية التي ليست من الشكلπ2+كπ{\displaystyle {\tfrac {\pi }{2}}+k\pi }لبعض الأعداد الصحيحةك{\displaystyle k}والتي يمكن كتابتها على النحو التاليR{π2+كπ:كZ}{\displaystyle \mathbb {R} \setminus \{{\tfrac {\pi }{2}}+k\pi :k\in \mathbb {Z} \}}.

استخدامات أخرى

يُستخدم مصطلح "المجال" أيضًا بمعنى مختلف في التحليل الرياضي : المجال هو مجموعة مفتوحة متصلة غير فارغة في فضاء طوبولوجي . على وجه الخصوص، في التحليل الحقيقي والتحليل المركب ، المجال هو مجموعة جزئية مفتوحة متصلة غير فارغة من فضاء الإحداثيات الحقيقية.Rن{\displaystyle \mathbb {R} ^{n}}أو فضاء الإحداثيات المعقدةجن.{\displaystyle \mathbb {C} ^{n}.}

أحيانًا يُستخدم هذا المجال كمجال لدالة، مع أن الدوال قد تُعرَّف على مجموعات أكثر عمومية. يُخلط بين المفهومين أحيانًا، كما في دراسة المعادلات التفاضلية الجزئية على سبيل المثال : في هذه الحالة، يكون المجال هو المجموعة الفرعية المفتوحة المتصلة منRن{\displaystyle \mathbb {R} ^{n}}حيث يتم طرح مشكلة، مما يجعلها مجالًا تحليليًا وأيضًا مجالًا للوظيفة (الوظائف) المجهولة المطلوبة.

مفاهيم نظرية المجموعات

على سبيل المثال، من الملائم أحيانًا في نظرية المجموعات السماح بأن يكون مجال دالة ما فئةً حقيقيةً X ، وفي هذه الحالة لا يوجد رسميًا ما يُسمى بالثلاثية ( X ، Y ، G ) . مع هذا التعريف، لا تمتلك الدوال مجالًا، على الرغم من أن بعض المؤلفين ما زالوا يستخدمونه بشكل غير رسمي بعد تقديم دالة على الصورة f : XY. [ 2 ]

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. "مجال، مدى، معكوس الدوال" . إيزي سيفنز إديوكيشن . 10 أبريل 2023. تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 أبريل 2023 .
  2. إيكلز 1997 ، ص 91 ( اقتباس 1 ، اقتباس 2 ماك لين 1998 ، ص 8 ؛ ماك لين، في سكوت وجيتش 1971 ، ص 232 ؛ شارما 2010 ، ص 91 ؛ ستيوارت وتال 1977 ، ص 89

مراجع