رسم بياني لدالة

رسم بياني للدالةو(x)=x3+3x2-6x-84{\displaystyle f(x)={\frac {x^{3}+3x^{2}-6x-8}{4}}}.

في الرياضيات ، الرسم البياني للدالةو{\displaystyle f}هي مجموعة الأزواج المرتبة(x،y){\displaystyle (x,y)}، أينو(x)=y.{\displaystyle f(x)=y.}في الحالة العامة حيثx{\displaystyle x}وو(x){\displaystyle f(x)}هي أعداد حقيقية ، وهذه الأزواج هي إحداثيات ديكارتية لنقاط في مستوى ، وغالبًا ما تشكل منحنى . يُعرف التمثيل البياني لرسم الدالة أيضًا باسم الرسم البياني .

في حالة الدوال ذات المتغيرين - أي الدوال التي يتكون مجالها من أزواج(x،y){\displaystyle (x,y)}يشير الرسم البياني عادةً إلى مجموعة الثلاثيات المرتبة(x،y،z){\displaystyle (x,y,z)}أينو(x،y)=z{\displaystyle f(x,y)=z}. هذه مجموعة فرعية من الفضاء ثلاثي الأبعاد ؛ بالنسبة لدالة حقيقية مستمرة لمتغيرين حقيقيين، فإن رسمها البياني يشكل سطحًا ، والذي يمكن تصوره كرسم بياني للسطح .

في العلوم والهندسة والتكنولوجيا والمالية وغيرها من المجالات ، تُستخدم الرسوم البيانية لأغراض عديدة. في أبسط الحالات ، يتم تمثيل متغير واحد كدالة لمتغير آخر، عادةً باستخدام محاور مستطيلة ؛ انظر قسم "الرسم البياني" لمزيد من التفاصيل.

يُعدّ رسم الدالة حالةً خاصةً من العلاقة . في الأسس الحديثة للرياضيات ، وخاصةً في نظرية المجموعات ، تُعتبر الدالة مساويةً لرسمها البياني. [ 1 ] مع ذلك، من المفيد غالبًا النظر إلى الدوال كتطبيقات ، [ 2 ] لا تقتصر على العلاقة بين المدخلات والمخرجات فحسب، بل تشمل أيضًا تحديد المجال والمجال المقابل . على سبيل المثال، لتحديد ما إذا كانت الدالة شاملة ( متكاملة ) أم لا، يجب مراعاة المجال المقابل. لا يُحدد رسم الدالة وحده المجال المقابل. من الشائع [ 3 ] استخدام مصطلحي "الدالة" و "رسم الدالة" معًا ، لأنه حتى لو اعتُبرا الشيء نفسه، فإنهما يشيران إلى النظر إليه من منظورين مختلفين.

تعريف

بالنظر إلى دالةو:XY{\displaystyle f:X\to Y}من مجموعة X ( المجال ) إلى مجموعة Y ( المجال المقابل )، فإن الرسم البياني للدالة هو المجموعة [ 4 ]جي(و)={(x،و(x)):xX}،{\displaystyle G(f)=\{(x,f(x)):x\in X\},} وهو مجموعة فرعية من الضرب الديكارتيX×Y{\displaystyle X\times Y}في تعريف الدالة من حيث نظرية المجموعات ، من الشائع تحديد الدالة مع رسمها البياني، على الرغم من أن الدالة، من الناحية الرسمية، تتكون من الثلاثية المكونة من مجالها ومجالها المقابل ورسمها البياني.

أمثلة

دوال لمتغير واحد

رسم بياني للدالةو(x)=x4-4x{\displaystyle f(x)=x^{4}-4^{x}}على الفترة [−2,+3]. كما هو موضح أيضًا الجذران الحقيقيان والقيمة الصغرى المحلية الموجودة في هذه الفترة.

رسم بياني للدالةو:{1،2،3}{أ،ب،ج،د}{\displaystyle f:\{1,2,3\}\to \{a,b,c,d\}}محدد بواسطة و(x)={أ،لو x=1،د،لو x=2،ج،لو x=3،{\displaystyle f(x)={\begin{cases}a,&{\text{إذا كان }}x=1,\\d,&{\text{إذا كان }}x=2,\\c,&{\text{إذا كان }}x=3,\end{cases}}} هي مجموعة جزئية من المجموعة{1،2،3}×{أ،ب،ج،د}{\displaystyle \{1,2,3\}\times \{a,b,c,d\}}جي(و)={(1،أ)،(2،د)،(3،ج)}.{\displaystyle G(f)=\{(1,a),(2,d),(3,c)\}.}

من الرسم البياني، المجال{1،2،3}{\displaystyle \{1,2,3\}}يتم استعادتها كمجموعة المكون الأول لكل زوج في الرسم البياني{1،2،3}={x: y، بحيث (x،y)جي(و)}{\displaystyle \{1,2,3\}=\{x:\ \exists y,{\text{ such that }}(x,y)\in G(f)\}}وبالمثل، يمكن استعادة النطاق كـ{أ،ج،د}={y:x، بحيث (x،y)جي(و)}{\displaystyle \{a,c,d\}=\{y:\exists x,{\text{ such that }}(x,y)\in G(f)\}}المجال المقابل{أ،ب،ج،د}{\displaystyle \{a,b,c,d\}}لكن لا يمكن تحديد ذلك من الرسم البياني وحده.

رسم بياني لكثير الحدود التكعيبي على خط الأعداد الحقيقيةو(x)=x3-9x{\displaystyle f(x)=x^{3}-9x} يكون {(x،x3-9x):x هو عدد حقيقي}.{\displaystyle \{(x,x^{3}-9x):x{\text{ عدد حقيقي}}\}.}

إذا تم رسم هذه المجموعة على مستوى ديكارتي ، فإن النتيجة هي منحنى (انظر الشكل).

دوال لمتغيرين

رسم بياني لـو(x،y)=-(كوس(x2)+كوس(y2))2{\displaystyle f(x,y)=-\left(\cos \left(x^{2}\right)+\cos \left(y^{2}\right)\right)^{2}}كما يظهر تدرجه المسقط على المستوى السفلي

رسم بياني للدالة المثلثيةو(x،y)=الخطيئة(x2)كوس(y2){\displaystyle f(x,y)=\sin(x^{2})\cos(y^{2})} يكون {(x،y،الخطيئة(x2)كوس(y2)):x و y هي أعداد حقيقية}.{\displaystyle \{(x,y,\sin(x^{2})\cos(y^{2})):x{\text{ and }}y{\text{ are real numbers}}\}.}

إذا تم رسم هذه المجموعة على نظام إحداثيات ديكارتية ثلاثي الأبعاد ، فإن النتيجة هي سطح (انظر الشكل).

في كثير من الأحيان، يكون من المفيد توضيح ميل الدالة وعدد من منحنيات المستوى باستخدام الرسم البياني. يمكن تمثيل منحنيات المستوى على سطح الدالة أو إسقاطها على المستوى السفلي. يوضح الشكل الثاني رسمًا بيانيًا للدالة على النحو التالي: و(x،y)=-(كوس(x2)+كوس(y2))2.{\displaystyle f(x,y)=-(\cos(x^{2})+\cos(y^{2}))^{2}.}

انظر أيضاً

مراجع

  1. بينتر، تشارلز سي. (2014) [1971]. كتاب في نظرية المجموعات . منشورات دوفر. ص  49. ISBN 978-0-486-79549-2.
  2. أبوستول، تي إم (1981). التحليل الرياضي . أديسون-ويسلي. ص 35. 
  3. ^ هالموس، العلاقات العامة (1982). كتاب مشكلة الفضاء هلبرت . سبرينغر-فيرلاغ. ص. 31 . رقم ISBN  0-387-90685-1.
  4. بريدجز ، د.س. (1991). أسس التحليل الحقيقي والمجرد . سبرينغر. ص 285. ISBN  0-387-98239-6.

للمزيد من القراءة