A matematika világában minden függvény egy reláció, de nem minden reláció minősül függvénynek. Míg egy reláció egyszerűen két számhalmaz közötti kapcsolatot ír le, a függvény egy diszciplinált részhalmaz, amely megköveteli, hogy minden bemenet pontosan egy adott kimenethez vezessen.
Kiemelt tartalmak
Minden függvény reláció, de a legtöbb reláció nem függvény.
A függvényeket a megbízhatóságuk határozza meg: egy bemenet egy kimenetet jelent.
A függőleges vonalteszt a függvények vizuális bizonyítása.
A relációk egy 'x' értéket végtelen számú 'y' értékre képesek leképezni.
Mi az a Kapcsolat?
Bármely rendezett párok halmaza, amely kapcsolatot definiál a bemenetek és kimenetek között.
A reláció a legtágabb kategória egy tartomány elemeinek egy tartományra való leképezésére.
Egy relációban egy bemenet több különböző kimenettel is társítható.
Pontok halmazaként, egyenletekként vagy akár szóbeli leírásként is ábrázolhatók.
Egy reláció gráfja bármilyen alakot felvehet, beleértve a köröket vagy a függőleges vonalakat is.
A relációkat általános megszorítások leírására használjuk, például az „x nagyobb, mint y”.
Mi az a Funkció?
Egy speciális típusú reláció, ahol minden bemenetnek egyetlen, egyedi kimenete van.
A függvényeknek meg kell felelniük a függőleges vonal tesztjén, ha koordináta-síkon ábrázolják őket.
Az (x) tartomány minden eleme pontosan egy elemhez tartozik az (y) tartományban.
Gyakran tekintik őket „matematikai gépeknek”, amelyek kiszámítható eredményeket produkálnak.
Míg egy bemenetnek csak egy kimenete lehet, a különböző bemenetek megoszthatják ugyanazt a kimenetet.
Általában f(x)-hez hasonló jelölésekkel jelölik a függőség hangsúlyozására.
Összehasonlító táblázat
Funkció
Kapcsolat
Funkció
Meghatározás
Rendezett párok bármely gyűjteménye
Egy szabály, amely bemenetenként egy kimenetet rendel hozzá
Bemeneti/kimeneti arány
Egy-a-többhöz engedélyezett
Egy az egyhez vagy csak sok az egyhez
Függőleges vonalteszt
Sikertelen lehet (kétszer vagy többször metszi egymást)
Kötelező áthaladni (egyszer vagy kevesebbszer keresztezi)
Az elsődleges különbség a tartomány viselkedésében rejlik. Egy relációban beírhatjuk az 5-ös számot, és visszaadhatunk 10-et vagy 20-at, ami egy „egy-a-sok” szituációt hoz létre. Egy függvény tiltja ezt a kétértelműséget; ha beírjuk az 5-ös számot, akkor minden alkalommal egyetlen, konzisztens eredményt kell kapnunk, biztosítva a rendszer determinisztikus működését.
Vizuális azonosítás
különbséget azonnal észreveheted egy grafikonon a függőleges vonal teszttel. Ha a diagram bármely pontján tudsz függőleges vonalat húzni, amely egynél több ponton érinti a görbét, akkor egy relációt vizsgálsz. A függvények „áramvonalasabbak”, és soha nem duplázódnak vissza vízszintesen.
Valós logika
Gondoljunk egy személy magasságának időbeli változására; bármely adott korban egy személynek pontosan egy magassága van, így ez egy függvény. Fordítva, képzeljünk el egy listát emberekről és az általuk birtokolt autókról. Mivel egy személy három különböző autóval is rendelkezhet, ez a kapcsolat egy reláció, de nem függvény.
Jelölés és cél
A függvények a kalkulus és a fizika igáslovai, mivel előrejelezhetőségük lehetővé teszi a változási sebességek kiszámítását. Az „f(x)” jelölést kifejezetten függvényekre használjuk annak bemutatására, hogy a kimenet kizárólag „x”-től függ. A relációk hasznosak a geometriában olyan alakzatok, mint az ellipszisek, definiálására, amelyek nem követik ezeket a szigorú szabályokat.
Előnyök és hátrányok
Kapcsolat
Előnyök
+Rugalmas térképezés
+Komplex formákat ír le
+Univerzális kategória
+Minden adatot tartalmaz
Tartalom
−Nehezebb megoldani
−Kiszámíthatatlan kimenetek
−Korlátozott kalkulus használat
−Nem felel meg a függőleges tesztnek
Funkció
Előnyök
+Kiszámítható eredmények
+Szabványosított jelölés
+A kalkulus alapja
+Függőségek törlése
Tartalom
−Szigorú követelmények
−Nem lehet köröket modellezni
−Kevésbé rugalmas
−Korlátozott domain szabályok
Gyakori tévhitek
Mítosz
Egy függvénynek nem lehet két különböző bemenete, amelyek ugyanazt a kimenetet eredményezik.
Valóság
Ez valójában megengedett. Például az f(x) = x² függvényben mind a -2, mind a 2 4-et eredményez. Ez egy „sok-egyhez” kapcsolat, ami tökéletesen érvényes egy függvényre.
Mítosz
A körök egyenletei függvények.
Valóság
A körök relációk, nem függvények. Ha egy függőleges vonalat húzunk egy körön keresztül, az eléri a tetejét és az alját is, ami azt jelenti, hogy egy x értékhez két y érték tartozik.
Mítosz
A „reláció” és a „függvény” kifejezések felcserélhetően használhatók.
Valóság
Ezek beágyazott kifejezések. Míg egy függvényt nevezhetünk relációnak, egy általános relációt függvénynek nevezni matematikailag helytelen, ha megsérti az egykimenetű szabályt.
Mítosz
A függvényeket mindig egyenletként kell felírni.
Valóság
függvények táblázatokkal, grafikonokkal vagy akár koordináta-készletekkel is ábrázolhatók. Amíg az „egy kimenet bemenetenként” szabály teljesül, a formátum nem számít.
Gyakran Ismételt Kérdések
Hogyan állapíthatom meg, hogy egy koordinátákból álló lista függvény-e?
Nézd meg az összes első számot (az x értékeket) a párjaidban. Ha minden x érték egyedi, akkor az határozottan egy függvény. Ha ugyanazt az x értéket kétszer látod különböző y értékekkel, az csak egy reláció.
Miért használják a függőleges vonaltesztet?
A függőleges vonal az 'x' egyetlen értékét jelöli. Ha a vonal kétszer érinti a grafikont, az azt bizonyítja, hogy az adott 'x'-hez két különböző 'y' érték létezik, ami sérti a függvény definícióját.
Mi az az „egy az egyhez” függvény?
Az egy az egyhez függvény egy speciális típus, ahol nemcsak minden bemenetnek van egy kimenete, hanem minden kimenetnek is csak egy bemenete van. Ezek mind a függőleges vonalteszten, mind a vízszintes vonalteszten megfelelnek.
Függvény-e a függőleges vonal?
Nem, a függőleges vonal a függvénytől eltérő reláció tökéletes példája. Minden lehetséges y értékhez egy x érték tartozik, ami teljesen megbukik az egyediségi szabályon.
Lehet egy függvény egyetlen pont?
Igen, egyetlen pont (x, y) megfelel a függvény kritériumainak, mert ehhez az egyetlen bemenethez pontosan egy kimenet tartozik. Ez egy nagyon egyszerű függvény, de érvényes.
Mi a tartomány és a tartomány?
A tartomány az összes lehetséges 'x' bemenet halmaza, amit használhatsz, az értéktartomány pedig az összes visszaadott 'y' kimenet halmaza. Egy függvényben a tartomány minden tagjának pontosan egy tagjához kell tartoznia a tartománynak.
Minden lineáris egyenlet függvény?
A legtöbb az, de nem az összes. A vízszintes és a ferde vonalak függvények. A függőleges vonalak (mint például az x = 5) azonban csak relációk, mivel egyetlen x értékhez végtelen számú y értéket tartalmaznak.
Egy függvénynek követnie kell egy mintát?
Nem feltétlenül. Egy függvény lehet pontok véletlenszerűnek tűnő halmaza, amíg az x-értékek egyike sem ismétlődik. Míg a legtöbb iskolai matematika a mintázatokra összpontosít, a definíció csak a leképezések következetességét követeli meg.
Ítélet
Használj relációt, ha egy általános összefüggést vagy egy önmagába visszatérő geometriai alakzatot kell leírnod. Válts függvényre, ha egy kiszámítható modellre van szükséged, ahol minden művelet egyetlen specifikus, megismételhető reakciót eredményez.