Birebir ve Örten Fonksiyon Nedir?
TYTAYT11 dakikalık okuma görüntülenme
Bir eşlemenin fonksiyon olduğunu gösterdikten sonra sorulacak iki soru daha vardır. Farklı girişler farklı çıkışlara mı gidiyor? Değer kümesinde boşta kalan eleman var mı? Birincisinin cevabı birebirliği, ikincisininki örtenliği belirler. Bu yazıda iki kavramı ayrı ayrı tanımlıyor, cebirle ve grafikle nasıl gösterildiklerini, sonlu kümelerde nasıl sayıldıklarını ve ters fonksiyonla ilişkilerini adım adım ele alıyoruz.
Fonksiyondan sonra sorulan iki soru
Bu yazıyı daha rahat anlamak için fonksiyonun tanımını ve tanım, değer, görüntü kümesi arasındaki farkı biliyor olman yeterli.
Bu kavramlar yeni geliyorsa önce Tanım, Değer ve Görüntü Kümeleri yazısına göz at.
Fonksiyon olma şartı yalnızca tanım kümesine bakar: soldaki her elemandan tam bir ok çıkmalıdır. Sağ taraf, yani değer kümesi, bu şartta hiç sorgulanmaz. Birebirlik ve örtenlik tam da o sağ tarafı inceler.
- Birebirlik: Sağdaki bir elemana birden fazla ok geliyor mu?
- Örtenlik: Sağda hiç ok gelmeyen eleman kalıyor mu?
Bir eşleme tahtası düşün: soldaki çivilerden sağdaki çivilere ipler gerilmiş. Soldaki her çividen tam bir ip çıkıyorsa fonksiyonun var. Sağdaki hiçbir çiviye iki ip bağlanmamışsa fonksiyon birebirdir. Sağda ipsiz çivi kalmamışsa örtendir.
Fonksiyon şartı sol tarafa, birebirlik ve örtenlik sağ tarafa bakar.
Birebir: sağa en fazla bir ok. Örten: sağa en az bir ok.
Birebir fonksiyon
Farklı girişler her zaman farklı çıkışlara gidiyorsa fonksiyon birebirdir. Sözle: hiçbir iki eleman aynı görüntüyü paylaşmaz. Simgeyle:
Aynı şart ters yönden de yazılabilir ve işlem yaparken çoğu zaman bu biçim daha kullanışlıdır: iki çıkış eşitse girişler de eşittir.
ve olsun. fonksiyonu , , biçiminde, fonksiyonu ise , , biçiminde tanımlansın.
Hangisi birebirdir?
de sağdaki her elemana en fazla bir ok geliyor. birebirdir.
de ya iki ok geliyor: . birebir değildir.
Birebir değildir demek için tek bir karşı örnek yeter: ama .
Birebirdir demek için ise genel bir gösterim gerekir.
Birebirliği cebirle gösterme
Kural verilmiş bir fonksiyonda birebirliği göstermenin standart yolu şudur: olduğunu varsay ve bu eşitlikten sonucuna ulaşmaya çalış. Ulaşırsan fonksiyon birebirdir.
olsun, tanım kümesi .
birebir midir?
diyelim: .
İçler dışlar çarpımı: .
Açalım: .
Ortak terimler sadeleşir: , yani .
Buradan çıkar. birebirdir.
Birebir olmayan bir fonksiyonda aynı yol bir yerde tıkanır ve tıkandığı yer sana karşı örneği verir.
olsun, tanım kümesi .
birebir midir?
diyelim: .
Düzenleyelim: , yani .
Bu eşitlik olmadan da sağlanabilir: olması yeter.
Örneğin ve için ve . birebir değildir.
Yatay doğru testi
Grafiği verilen bir fonksiyonda birebirliği gözle sınayabilirsin. Grafiği kesen her yatay doğru grafiği en fazla bir noktada kesiyorsa fonksiyon birebirdir. Bir yatay doğru grafiği iki noktada kesiyorsa, aynı değerine iki farklı gidiyor demektir.
- : her yatay doğru grafiği tam bir noktada keser. Birebirdir.
- : örneğin doğrusu grafiği ve de keser. Birebir değildir.
- : doğrusu ve te keser. Birebir değildir.
- : her yatay doğru grafiği en fazla bir noktada keser. Birebirdir.
Tanım kümesi daraltılınca birebir olmayan bir kural birebir hâle gelebilir. kuralı de birebir değildir, ama tanım kümesi alınırsa birebirdir; çünkü artık negatif girişler yoktur.
Grafiğe bakmadan da işe yarayan bir ölçüt vardır: tanım kümesinin tamamında artan (ya da tamamında azalan) bir fonksiyon birebirdir. Çünkü ise olur ve iki çıkış eşit olamaz.
Yatay doğru testi: birebir mi?
Tanım kümesinin tamamında artan ya da azalan fonksiyon birebirdir.
Bu ölçütün tersi her zaman doğru değildir.
birebirdir, ama tanım kümesinin tamamında azalan değildir: iken .
Fonksiyon her parçada ayrı ayrı azalır; birebirlik bu yüzden bozulmaz.
Örten fonksiyon
Değer kümesinde boşta eleman kalmıyorsa, yani her elemana en az bir ok geliyorsa fonksiyon örtendir. Bu, görüntü kümesinin değer kümesine eşit olması demektir:
Değer kümesinde en az bir eleman boşta kalıyorsa fonksiyon içine fonksiyondur. Her fonksiyon ya örtendir ya içinedir; üçüncü bir seçenek yoktur.
Örtenlik yalnızca kurala değil, değer kümesine de bağlıdır. Aynı kural bir değer kümesiyle örten, başka biriyle içine olabilir. Bu yüzden " örten midir?" sorusu değer kümesi söylenmeden cevaplanamaz.
kuralını iki ayrı değer kümesiyle ele alalım.
ve örten midir?
olduğu için dir; görüntü kümesi dur.
olarak örten değildir; örneğin a hiç ok gelmez.
olarak örtendir, çünkü görüntü kümesi değer kümesine eşittir.
Örten görüntü kümesi = değer kümesi.
Örtenlik sorusunda önce görüntü kümesini bul, sonra değer kümesiyle karşılaştır.
Örtenliği cebirle gösterme
Örtenliği göstermek için değer kümesinden herhangi bir alırsın ve denklemini için çözersin. Çıkan her için tanım kümesinin içindeyse fonksiyon örtendir.
, olsun.
örten midir?
Herhangi bir için denklemini çözelim: .
Bu sayı her için bir gerçel sayıdır, yani tanım kümesinin içindedir.
Kontrol: . örtendir.
Tanım kümesi de örtenliği etkiler. kuralı olarak örtendir. Aynı kural tam sayılarda, yani olarak örten değildir: denkleminin çözümü tir ve bu bir tam sayı değildir. Tek sayıların hiçbirine ok gelmez. Yine de bu fonksiyon birebirdir.
, olsun.
birebir ve örten midir?
Mutlak değeri açalım. için , için olur.
İki parça da artandır ve da ikisi de değerini verir; fonksiyon her yerde artandır. Bu yüzden birebirdir.
Birinci parça aralığını, ikinci parça aralığını doldurur. Birleşimleri dir; örtendir.
Yatay doğruyla birebirlik ve örtenlik
Yatay doğru testi yalnızca birebirliği değil, örtenliği de gösterebilir. Değer kümesindeki her için doğrusunu düşün ve grafiği kaç kez kestiğine bak:
- Her doğru grafiği en fazla bir kez kesiyorsa fonksiyon birebirdir.
- Her doğru grafiği en az bir kez kesiyorsa fonksiyon örtendir.
- Her doğru grafiği tam bir kez kesiyorsa fonksiyon birebir örtendir.
Burada önemli olan, doğruların yalnızca değer kümesindeki değerleri için çizilmesidir. Değer kümesi değişince bakılacak doğrular da değişir.
olsun. Tepe noktası dir.
ve için birebirlik ve örtenliği yatay doğrularla inceleyelim.
için doğrusu grafiği hiç kesmez; örten değildir. doğrusu grafiği ve te keser; birebir de değildir.
için grafik yalnızca tepe noktasından sağa giden koldur. olan her doğrusu bu kolu tam bir kez keser.
Bu hâliyle birebir örtendir.
Parçalı fonksiyonda dikkat
Parçalı bir fonksiyonun her parçası ayrı ayrı birebir olabilir, ama fonksiyonun tamamı birebir olmayabilir. Parçaların görüntü kümeleri çakışıyorsa iki farklı parçadan aynı değer çıkar.
için , için olsun, .
birebir ve örten midir?
Birinci parçanın görüntü kümesi , ikinci parçanınki dur.
Birleşimleri olduğu için örtendir.
İki görüntü kümesi ise aralığında çakışıyor. Örneğin ve .
birebir değildir.
Parçalı fonksiyonda birebirlik için her parçanın birebir olması yetmez; parçaların görüntü kümeleri de çakışmamalıdır.
Örtenlik için parçaların görüntü kümelerinin birleşimi değer kümesine eşit olmalıdır.
Dört durum ve eleman sayıları
Birebirlik ve örtenlik birbirinden bağımsızdır. Bir fonksiyon ikisine de sahip olabilir, yalnız birine sahip olabilir ya da hiçbirine sahip olmayabilir:
| Durum | Örnek |
|---|---|
| Birebir ve örten | , |
| Birebir, örten değil | , |
| Örten, birebir değil | , |
| İkisi de değil | , |
Sonlu kümelerde eleman sayıları bu dört durumdan bazılarını baştan eler. da den fazla eleman varsa, bazı elemanlar aynı yere gitmek zorundadır; buna güvercin yuvası ilkesi denir. da den az eleman varsa, oklar nin hepsine yetmez.
Sonlu kümelerde: ise fonksiyon birebir olamaz. ise örten olamaz.
ise birebir olmak ile örten olmak aynı şeydir: biri varsa öteki de vardır.
Son kural yalnızca sonlu ve eşit sayıda elemanlı kümeler için geçerlidir.
Sonsuz kümelerde bozulur: , birebirdir ama örten değildir.
Temel düzeyde (TYT) bu konu şema üzerinden gelebilir: birkaç eşleme verilir, hangisinin birebir, örten ya da birebir örten olduğu sorulur. Eleman sayısı soruları da bu düzeydedir.
İleri düzeyde (AYT) kural verilir ve bir parametre istenir: "birebir örten ise kaçtır?" gibi. Ters fonksiyonun var olup olmadığını tartışmak için de kullanılır.
Birebir örten fonksiyon
Hem birebir hem örten olan fonksiyona birebir örten fonksiyon denir. Bu durumda deki her elemana tam bir ok gelir: ne boşta eleman kalır ne de iki ok aynı yere gider. İki küme arasında kusursuz bir eşleşme kurulmuş olur.
Birebir örten fonksiyonun en önemli sonucu, geriye dönüşün de bir fonksiyon olmasıdır. Her çıkış tek bir girişten geldiği için okları ters çevirdiğinde yine bir fonksiyon elde edersin. Bu, ters fonksiyondur.
Bir fonksiyonun tersinin var olması için birebir ve örten olması gerekir ve yeter.
Birebir değilse ters çevrilen oklardan biri iki yere gider. Örten değilse boşta kalan eleman geriye dönemez.
Parametreli sorularda bu bilgi doğrudan kullanılır.
, fonksiyonu birebir örten olsun.
kaçtır?
olsaydı ikinci dereceden olurdu. Parabol bir tepe noktasından sonra yön değiştirdiği için birebir olamazdı.
O hâlde , yani olmalı.
Kontrol: için olur. Bu doğrusal fonksiyon olarak birebir ve örtendir.
, fonksiyonu birebir örten olsun.
kaçtır?
Tepe noktasının apsisi dir; tanım kümesi tam tepe noktasından başlıyor. Bu aralıkta fonksiyon artandır ve birebirdir.
Görüntü kümesi den başlar: .
Örten olması için değer kümesi görüntü kümesine eşit olmalı: .
tür.
Sayma: kaç birebir, kaç örten?
ve olsun. dan ye tanımlanabilen fonksiyonları türlerine göre saymak için sırayla düşünürüz.
- Bütün fonksiyonlar: her eleman için seçenek, toplam .
- Birebir fonksiyonlar (): ilk eleman için , ikinci için , ... seçenek. Toplam .
- Birebir örten fonksiyonlar (): .
- İçine fonksiyonlar: bütün fonksiyonlardan örtenler çıkarılır.
Örten fonksiyonları saymak daha zordur, çünkü "her elemana en az bir ok" şartı doğrudan çarpıma dönüşmez. Küçük durumlarda boşta eleman bırakanları çıkararak sayarız.
ve olsun, .
dan ye kaç örten fonksiyon vardır?
Bütün fonksiyonlar: .
yı boşta bırakanlar, yani yalnızca ye gidenler: . yi ve yi boşta bırakanlar için de şar tane vardır.
Bu üç grubu toplarsak iki elemanı birden boşta bırakanları iki kez çıkarmış oluruz. Bunlar sabit fonksiyonlardır ve tanedir; onları geri ekleriz.
Örten fonksiyon sayısı: .
Bu yola içerme dışarma ilkesi denir. Genel hâli şudur:
ise örten fonksiyon sayısı dir.
ise birebir, örten ve birebir örten fonksiyonların sayısı aynıdır: .
ve olsun.
Kaç içine fonksiyon vardır?
Bütün fonksiyonlar: .
Eleman sayıları eşit olduğu için örten fonksiyonlar birebir örten fonksiyonlarla aynıdır: .
İçine fonksiyonlar: .
Sık karşılaşılan fonksiyonlar
Aşağıdaki tablo, sınavda en çok karşına çıkacak fonksiyonların den ye tanımlandığındaki durumunu özetliyor. Tanım ya da değer kümesi değişirse sonuç da değişebilir.
| Fonksiyon | Birebir | Örten |
|---|---|---|
| (birim) | Evet | Evet |
| (sabit) | Hayır | Hayır |
| , | Evet | Evet |
| Hayır | Hayır | |
| Evet | Evet | |
| Hayır | Hayır | |
| Evet | Hayır |
fonksiyonunun görüntü kümesi dur. Değer kümesi alınırsa birebir örten olur; tabanında logaritma fonksiyonu tam da bu fonksiyonun tersidir.
Sabit fonksiyonun birebir olmaması tanım kümesinde en az iki eleman olmasına bağlıdır.
Tanım kümesi tek elemanlıysa sabit fonksiyon da birebirdir. Tablodaki "Hayır" cevabı, tanım kümesi olduğu için doğrudur.
Sık yapılan hatalar
| Hata | Doğrusu |
|---|---|
| Örtenliği değer kümesine bakmadan söylemek | Örtenlik değer kümesine bağlıdır |
| Birebirliği birkaç değer deneyerek kanıtlamak | Genel gösterim gerekir |
| Dikey ve yatay doğru testini karıştırmak | Dikey: fonksiyon mu, yatay: birebir mi |
| kuralını sonsuz kümelere uygulamak | Yalnızca sonlu kümelerde geçerli |
| Birebir fonksiyonun tersi her zaman vardır sanmak | Örten de olmalı |
| da den fazla eleman varken birebir aramak | Birebir fonksiyon yoktur |
Bu hataların ortak noktası şu: birebirlik ve örtenlik kuralın değil, kural ile iki kümenin birlikte özelliğidir. Soruda tanım ve değer kümesini görmeden karar verme.
Hap bilgi özeti
Fonksiyon şartı sol tarafa, birebirlik ve örtenlik sağ tarafa bakar.
Birebir: sağa en fazla bir ok. Örten: sağa en az bir ok.
Birebir değildir demek için tek bir karşı örnek yeter: ama .
Birebirdir demek için ise genel bir gösterim gerekir.
- Dikey doğru testi: fonksiyon mu?
Yatay doğru testi: birebir mi?Tanım kümesinin tamamında artan ya da azalan fonksiyon birebirdir.
Örten görüntü kümesi = değer kümesi.
Örtenlik sorusunda önce görüntü kümesini bul, sonra değer kümesiyle karşılaştır.
Parçalı fonksiyonda birebirlik için her parçanın birebir olması yetmez; parçaların görüntü kümeleri de çakışmamalıdır.
Örtenlik için parçaların görüntü kümelerinin birleşimi değer kümesine eşit olmalıdır.
Sonlu kümelerde: ise fonksiyon birebir olamaz. ise örten olamaz.
ise birebir olmak ile örten olmak aynı şeydir: biri varsa öteki de vardır.
Bir fonksiyonun tersinin var olması için birebir ve örten olması gerekir ve yeter.
Birebir değilse ters çevrilen oklardan biri iki yere gider. Örten değilse boşta kalan eleman geriye dönemez.
ise örten fonksiyon sayısı dir.
ise birebir, örten ve birebir örten fonksiyonların sayısı aynıdır: .
Sık sorulanlar
Birebir fonksiyon nedir?
Farklı girişleri her zaman farklı çıkışlara götüren fonksiyondur. Değer kümesindeki hiçbir elemana birden fazla ok gelmez.
Örten fonksiyon nedir?
Değer kümesinde boşta eleman bırakmayan fonksiyondur. Görüntü kümesi değer kümesine eşittir.
İçine fonksiyon nedir?
Örten olmayan fonksiyondur. Değer kümesinde hiç ok gelmeyen en az bir eleman vardır.
Birebir örten fonksiyonun tersi her zaman var mıdır?
Evet. Bir fonksiyonun tersinin var olması için birebir ve örten olması gerekir ve yeter. Bu iki şarttan biri eksikse ters fonksiyon yoktur.
Yatay doğru testi neyi gösterir?
Bir fonksiyonun birebir olup olmadığını gösterir. Her yatay doğru grafiği en fazla bir noktada kesiyorsa fonksiyon birebirdir.
Eleman sayıları eşit iki sonlu küme arasında birebir olan fonksiyon örten midir?
Evet. Eleman sayıları eşit sonlu kümelerde birebir olmak ile örten olmak aynı şeydir. Bu kural sonsuz kümelerde geçerli değildir.
Kontrol listesi
0 / 10 tamamlandı
Tebrikler, bu konunun kontrol listesini tamamladın.
Bunlar da ilgini çekebilir


