ધોરણ 11 | విષય: Statistics
કોઈપણ વિધેય $f: A \to B$ વ્યાખ્યાયિત થવા માટેની શરતો નીચે મુજબ છે:
પ્રદેશ ગણ $A$ અને સહપ્રદેશ ગણ $B$ બંને અરિક્ત (ખાલી ન હોય તેવા) ગણ હોવા જોઈએ ($A \neq \emptyset, B \neq \emptyset$).
પ્રદેશ ગણ $A$ નો પ્રત્યેક ઘટક સહપ્રદેશ ગણ $B$ ના કોઈ અનન્ય (એક અને માત્ર એક જ) ઘટક સાથે સંબંધ ધરાવતો હોવો જોઈએ.
ગણ $A$ ના પ્રત્યેક ઘટક માટે $f(x) = x^2$ ની કિંમતો શોધીએ:
$f(-3) = (-3)^2 = 9 \in B$
$f(-1) = (-1)^2 = 1 \in B$
$f(1) = (1)^2 = 1 \in B$
$f(3) = (3)^2 = 9 \in B$
અહીં, પ્રદેશ ગણ $A$ ના પ્રત્યેક ઘટકનું સહપ્રદેશ ગણ $B$ માં અનન્ય પ્રતિબિંબ મળે છે.
તેથી, $f$ એ વિધેય છે
અહીં નિયમ $g(x) = x - 2$ થાય, જ્યાં $x \in \mathbb{N} = \{1, 2, 3, 4, \dots\}$
જો આપણે $x = 1 \in \mathbb{N}$ લઈએ, તો:
પરંતુ $-1 \notin \mathbb{N}$ (સહપ્રદેશ ગણમાં નથી).
અહીં પ્રદેશના ઘટક $1$ નું પ્રતિબિંબ સહપ્રદેશ $\mathbb{N}$ માં મળતું નથી.
તેથી, આ નિયમને વિધેય કહી શકાય નહીં.
જો વિધેય $f : A \to B$ માટે,
અથવા
થાય, તો $f$ ને એક-એક વિધેય કહે છે.
જો વિધેય $f : A \to B$ માટે, પ્રદેશ ગણ $A$ માં એવા બે ભિન્ન ઘટકો $x_1, x_2 \in A$ અસ્તિત્વ ધરાવે કે જેથી:
થાય, તો $f$ ને અનેક-એક વિધેય કહે છે.
જો વિધેય $f : A \to B$ માટે, કોઈ અચળ $k \in B$ એવો મળે કે જેથી:
થાય (એટલે કે $R_f = \{k\}$), તો $f$ ને અચળ વિધેય કહે છે.
બે વિધેયો સમાન થવા માટે પ્રથમ શરત એ છે કે બંનેના પ્રદેશ ગણ સમાન હોવા જોઈએ.
અહીં,
$f$ નો પ્રદેશ ગણ $D_f = \{1, 2, 3\}$
$g$ નો પ્રદેશ ગણ $D_g = \{2, 3, 4\}$
અહીં $D_f \neq D_g$ હોવાથી, $f$ અને $g$ સમાન વિધેય નથી.
પ્રદેશ ગણ $\mathbb{Z} = \{\dots, -2, -1, 0, 1, 2, \dots\}$ માંથી બે ભિન્ન ઘટકો $t = 1$ અને $t = -1$ લઈએ:
$f(1) = (1)^2 + 1 = 1 + 1 = 2$
$f(-1) = (-1)^2 + 1 = 1 + 1 = 2$
અહીં $1 \neq -1$ હોવા છતાં $f(1) = f(-1) = 2$ થાય છે.
તેથી, વિધેય $f$ નો પ્રકાર 'અનેક-એક વિધેય' છે.
પ્રદેશ (Domain): વિધેય $f : A \to B$ માં, ગણ $A$ ને વિધેય $f$ નો 'પ્રદેશ' અથવા 'પ્રદેશ ગણ' કહે છે. તેને સંકેતમાં $D_f$ વડે દર્શાવાય છે.
સહપ્રદેશ (Codomain): વિધેય $f : A \to B$ માં, ગણ $B$ ને વિધેય $f$ નો 'સહપ્રદેશ' અથવા 'સહપ્રદેશ ગણ' કહે છે.
વિધેય $f : A \to B$ માં, પ્રદેશ ગણ $A$ ના પ્રત્યેક ઘટક $x$ ને સંગત મળતી પ્રતિબિંબિત કિંમતો $f(x)$ ના ગણને વિધેય $f$ નો વિસ્તાર કહે છે.
તેને સંકેતમાં $R_f$ વડે દર્શાવાય છે.
પ્રથમ પ્રદેશ ગણ $A$ ના ઘટકો શોધીએ:
$A = \{x \mid x \in \mathbb{N}, 1 < x \le 4\} = \{2, 3, 4\}$
હવે $g(x) = x + 1$ મુજબ ઘટકોની કિંમતો શોધીએ:
$g(2) = 2 + 1 = 3$
$g(3) = 3 + 1 = 4$
$g(4) = 4 + 1 = 5$
તેથી, વિધેયનો વિસ્તાર $R_g = \{3, 4, 5\}$ થાય.
પ્રદેશ ગણ $X = \{-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3\}$
$k(t) = t^2 + 2$ માં કિંમતો મૂકીએ:
$k(-3) = (-3)^2 + 2 = 9 + 2 = 11$
$k(3) = (3)^2 + 2 = 9 + 2 = 11$
અહીં $-3 \neq 3$ હોવા છતાં $k(-3) = k(3) = 11$ મળે છે.
તેથી, વિધેય $k$ નો પ્રકાર 'અનેક-એક વિધેય' છે.
પ્રદેશ ગણ $A = \{1, 2, 3\}$ ના પ્રત્યેક ઘટક માટે:
$h(1) = 1 + 5 = 6$
$h(2) = 2 + 5 = 7$
$h(3) = 3 + 5 = 8$
અહીં પ્રદેશ ગણ $A$ ના પ્રત્યેક ભિન્ન ઘટક માટે સહપ્રદેશ ગણ $B$ માં ભિન્ન પ્રતિબિંબ મળે છે.
તેથી, વિધેય $h$ નો પ્રકાર 'એક-એક વિધેય' છે.
અહીં વિસ્તાર $R_f = \{-2, -1, 0\}$ આપેલ છે.
$P(x) = 2x - 3 \implies 2x = P(x) + 3 \implies x = \frac{P(x) + 3}{2}$
$P(x) = -2$ માટે: $x = \frac{-2 + 3}{2} = \frac{1}{2}$
$P(x) = -1$ માટે: $x = \frac{-1 + 3}{2} = \frac{2}{2} = 1$
$P(x) = 0$ માટે: $x = \frac{0 + 3}{2} = \frac{3}{2}$
તેથી, પ્રદેશ ગણ $A = \left\{\frac{1}{2}, 1, \frac{3}{2}\right\}$ થાય.
પ્રથમ $f(2)$ અને $f(-2)$ ની કિંમત શોધીએ:
$f(2) = 1 - \frac{1}{1 - 2^2} = 1 - \frac{1}{1 - 4} = 1 - \frac{1}{-3} = 1 + \frac{1}{3} = \frac{4}{3}$
$f(-2) = 1 - \frac{1}{1 - (-2)^2} = 1 - \frac{1}{1 - 4} = 1 - \frac{1}{-3} = 1 + \frac{1}{3} = \frac{4}{3}$
હવે, $f(2) - f(-2) = \frac{4}{3} - \frac{4}{3} = 0$
જવાબ: $0$
પ્રદેશ ગણ $A = \{0, 3, 6\}$ ના ઘટકો માટે $f(x) = \frac{x - 3}{x + 4}$ ની કિંમતો શોધીએ:
$f(0) = \frac{0 - 3}{0 + 4} = -\frac{3}{4}$
$f(3) = \frac{3 - 3}{3 + 4} = \frac{0}{7} = 0$
$f(6) = \frac{6 - 3}{6 + 4} = \frac{3}{10}$
તેથી, વિસ્તાર $R_f = \left\{-\frac{3}{4}, 0, \frac{3}{10}\right\}$ થાય.
$f(3) = \frac{3^2(3 + 1)^2}{4} = \frac{9 \times 4^2}{4} = \frac{9 \times 16}{4} = 9 \times 4 = 36$
$f(2) = \frac{2^2(2 + 1)^2}{4} = \frac{4 \times 3^2}{4} = 3^2 = 9$
હવે, $f(3) - f(2) = 36 - 9 = 27$
જવાબ: $27$
પ્રદેશ $\mathbb{R}$ માંથી $x = 0$ અને $x = -2$ લઈએ:
$f(0) = 0^2 + 2(0) - 1 = -1$
$f(-2) = (-2)^2 + 2(-2) - 1 = 4 - 4 - 1 = -1$
અહીં $0 \neq -2$ હોવા છતાં $f(0) = f(-2) = -1$ મળે છે.
તેથી, વિધેય $f$ નો પ્રકાર 'અનેક-એક વિધેય' છે.
પ્રતિબિંબ શૂન્ય મળે એટલે કે $f(x) = 0$ લેતાં:
જવાબ: $x = 2$ માટે પ્રતિબિંબ શૂન્ય મળે.
અંશના અવયવ પાડીએ: $x^2 + x - 6 = (x + 3)(x - 2)$
તેથી, $f(x) = \frac{(x + 3)(x - 2)}{x - 2} = x + 3$ (જ્યાં $x \neq 2$)
અહીં $f(x) = x + 3$ એક સુરેખ સમીકરણ છે. પ્રદેશ ગણના કોઈપણ બે ભિન્ન ઘટકો $x_1 \neq x_2$ માટે હંમેશા $x_1 + 3 \neq x_2 + 3$ થાય (એટલે કે $f(x_1) \neq f(x_2)$).
તેથી, વિધેયનો પ્રકાર 'એક-એક વિધેય' છે.
$f(x) = 6x^3 - 5^x + 15$ માં $x = 0$ મૂકતાં:
જવાબ: $14$
$f(3) = 3^3 - 2(3) + \frac{1}{3} = 27 - 6 + \frac{1}{3} = 21 + \frac{1}{3} = \frac{64}{3}$
$f(-3) = (-3)^3 - 2(-3) + \frac{1}{-3} = -27 + 6 - \frac{1}{3} = -21 - \frac{1}{3} = -\frac{64}{3}$
હવે, $f(3) + f(-3) = \frac{64}{3} + \left(-\frac{64}{3}\right) = 0$
જવાબ: $0$
પ્રદેશ ($D_f$): $A = \{10, 20, 30\}$
સહપ્રદેશ: $B = \{18, 48, 98, 128, 148\}$
વિસ્તાર ($R_f$):
$f(10) = 5(10) - 2 = 50 - 2 = 48$
$f(20) = 5(20) - 2 = 100 - 2 = 98$
$f(30) = 5(30) - 2 = 150 - 2 = 148$
તેથી, વિસ્તાર ($R_f$) = $\{48, 98, 148\}$
પ્રદેશ: $P = \left\{-\frac{1}{2}, 1, \frac{1}{2}, \frac{3}{2}\right\}$
સહપ્રદેશ: $Q = \left\{-\frac{1}{5}, 1, \frac{1}{3}, 3\right\}$
વિસ્તાર ($R_f$):
$f\left(-\frac{1}{2}\right) = \frac{-1/2}{2 - (-1/2)} = \frac{-1/2}{5/2} = -\frac{1}{5}$
$f(1) = \frac{1}{2 - 1} = \frac{1}{1} = 1$
$f\left(\frac{1}{2}\right) = \frac{1/2}{2 - (1/2)} = \frac{1/2}{3/2} = \frac{1}{3}$
$f\left(\frac{3}{2}\right) = \frac{3/2}{2 - (3/2)} = \frac{3/2}{1/2} = 3$
તેથી, વિસ્તાર ($R_f$) = $\left\{-\frac{1}{5}, 1, \frac{1}{3}, 3\right\}$
પહેલા વિધેયનું સાદુરૂપ આપીએ: $f(x) = \frac{1}{x} + \frac{1}{x^2} - 1$
$f(-1)$ ની કિંમત:
$f(-2)$ ની કિંમત:
$f\left(\frac{1}{2}\right)$ ની કિંમત:
અહીં $f(x) = 4x - 3 \implies 4x = f(x) + 3 \implies x = \frac{f(x) + 3}{4}$
$f(x) = 9 \implies x = \frac{9 + 3}{4} = \frac{12}{4} = 3$
$f(x) = 13 \implies x = \frac{13 + 3}{4} = \frac{16}{4} = 4$
$f(x) = 17 \implies x = \frac{17 + 3}{4} = \frac{20}{4} = 5$
$f(x) = 25 \implies x = \frac{25 + 3}{4} = \frac{28}{4} = 7$
તેથી, $D_f = \{3, 4, 5, 7\}$
$f(x) = 2x^2 - 5x + 4$
$f(3x) = 2(3x)^2 - 5(3x) + 4 = 2(9x^2) - 15x + 4 = 18x^2 - 15x + 4$
હવે આપેલ સમીકરણમાં કિંમતો મૂકીએ:
જવાબ: $x = \frac{1}{2}$ અથવા $x = -\frac{1}{2}$
પ્રદેશ ગણ $A = \{1, 2, 3, 4\}$
$f(x) = x^2 + 1$ માં કિંમતો મૂકતાં:
$f(1) = 1^2 + 1 = 2$
$f(2) = 2^2 + 1 = 5$
$f(3) = 3^2 + 1 = 10$
$f(4) = 4^2 + 1 = 17$
તેથી, વિધેય $f$ નો વિસ્તાર $R_f = \{2, 5, 10, 17\}$ થાય.
વિધેયનું સાદુરૂપ: $f(x) = \frac{(x - 2)(x + 2)}{x - 2} = x + 2$
$f(0) = 0 + 2 = 2$
$f(1) = 1 + 2 = 3$
$f(-2) = -2 + 2 = 0$
હવે, $f(0) + f(1) - f(-2) = 2 + 3 - 0 = 5$
જવાબ: $5$
પ્રદેશ $A = \{4, 5\}$ માટે:
$f(4) = \sqrt{4^2 - 16} = \sqrt{16 - 16} = \sqrt{0} = 0$
$f(5) = \sqrt{5^2 - 16} = \sqrt{25 - 16} = \sqrt{9} = 3$
તેથી, વિસ્તાર $R_f = \{0, 3\}$ થાય.
બંને વિધેયો માટે પ્રદેશ ગણ $D = \{2, 3, 4\}$ આપેલ છે.
$f(x) = x^2$ માટે:
$f(2) = 2^2 = 4$
$f(3) = 3^2 = 9$
$f(4) = 4^2 = 16$
$g(x) = 5x - 6$ માટે:
$g(2) = 5(2) - 6 = 10 - 6 = 4$
$g(3) = 5(3) - 6 = 15 - 6 = 9$
$g(4) = 5(4) - 6 = 20 - 6 = 14$
સરખામણી કરતાં: $f(2) = g(2) = 4$, $f(3) = g(3) = 9$, પરંતુ $f(4) = 16 \neq g(4) = 14$.
તેથી, વિધેયો $f$ અને $g$ સમાન વિધેયો નથી ($f \neq g$).
પ્રદેશ $\mathbb{R}$ માંથી $x = 0$ અને $x = -3$ લઈએ:
$k(0) = 0^2 + 3(0) - 12 = -12$
$k(-3) = (-3)^2 + 3(-3) - 12 = 9 - 9 - 12 = -12$
અહીં $0 \neq -3$ છતાં $k(0) = k(-3) = -12$ મળે છે.
તેથી, વિધેય $k$ નો પ્રકાર 'અનેક-એક વિધેય' છે.
પ્રદેશ ગણ $D = \{0, 1, 2\}$ આપેલ છે.
$f(x) = x(3x - 2)$ માટે:
$f(0) = 0(3(0) - 2) = 0$
$f(1) = 1(3(1) - 2) = 1(1) = 1$
$f(2) = 2(3(2) - 2) = 2(6 - 2) = 2(4) = 8$
$g(x) = x^3$ માટે:
$g(0) = 0^3 = 0$
$g(1) = 1^3 = 1$
$g(2) = 2^3 = 8$
અહીં, બંને વિધેયો માટે પ્રદેશ ગણ સમાન છે અને પ્રદેશના પ્રત્યેક ઘટક માટે $f(x) = g(x)$ થાય છે:
તેથી સાબિત થાય છે કે $f$ અને $g$ સમાન વિધેયો છે ($f = g$).
$f(2) = \frac{2(2) + 3}{5(2) + 2} = \frac{4 + 3}{10 + 2} = \frac{7}{12}$
$f\left(\frac{1}{2}\right) = \frac{2(1/2) + 3}{5(1/2) + 2} = \frac{1 + 3}{\frac{5 + 4}{2}} = \frac{4}{9/2} = \frac{8}{9}$
હવે, $f(2) \cdot f\left(\frac{1}{2}\right) = \frac{7}{12} \times \frac{8}{9} = \frac{7 \times 2}{3 \times 9} = \frac{14}{27}$
$f(3) = 2(3)^2 + \frac{1}{3} = 2(9) + \frac{1}{3} = 18 + \frac{1}{3} = \frac{55}{3}$
$f(-3) = 2(-3)^2 + \frac{1}{-3} = 2(9) - \frac{1}{3} = 18 - \frac{1}{3} = \frac{53}{3}$
હવે, $f(3) + f(-3) = \frac{55}{3} + \frac{53}{3} = \frac{108}{3} = 36$
જવાબ: $36$
$f(2) = 15(2)^3 - 4(2)^2 + 2 + 10 = 15(8) - 4(4) + 12 = 120 - 16 + 12 = 116$
$f(1) = 15(1)^3 - 4(1)^2 + 1 + 10 = 15 - 4 + 1 + 10 = 22$
હવે, $\frac{f(2)}{f(1)} = \frac{116}{22} = \frac{58}{11}$
જવાબ: $\frac{58}{11}$
$x = 1000$ માટે $f(1000)$ ની કિંમત:
તેથી $f(1000) = 40$
$f(x) = 20$ થાય તે માટે $x$ ની કિંમત:
બંને બાજુ વર્ગ કરતાં:
તેથી $x = 1300$ માટે $f(x) = 20$ થાય.