www.matematikclub.com, 2006 MC Cebir Notları Gökhan DEMĐR, [email protected] Bağıntı Fonksiyon KARTEZYEN ÇARPIMIN GÖSTERĐLME ŞEKĐLLERĐ KARTEZYEN ÇARPIM 1. SIRALI KÜMELER Eğer bir kümede elemanların sırası önemli ve yer değiştirmesi mümkün değilse böyle kümelere sıralı kümeler denir ve normal parantezle gösterilirler. A = {a, b, c} kümesi sıralı küme ise B = (a, b, c) biçiminde gösterilir. 1. Liste yöntemi ile gösterme : Kartezyen çarpımı elemanları ile liste ile göstermedir. Örneğin; A = {1, 2} B = {3, 4, 5} ise A x B yi liste yöntemi ile gösterelim. A x B = {(1,3), (1,4) (1,5) , (2,3), (2,4), (2,5) } dir. Burada A = {a, b, c} ya da A = { b, a, c} biçimlerinde yazılabilir. Ancak B = (a, b, c) ise B ≠ (b, a, c) dir. Eğer sıralı küme iki elemanlı ise buna sıralı ikililer, sıralı küme üç elemanlı ise bunada sıralı üçlüler denir. Sıralı ikililerde de x ≠ y; (x,y) ≠ (y, x) dir. 2. Şema ile gösterme : A kümesi önce, sonra B kümesi şema ile gösterilir ve karşılıklı elemanlar oklarla birleştirilir. A = {1, 2} B = {1, 2, 3} ise A x B şema ile Sıralı Đkililerde Eşitlik A (a, b) = (x, y) ⁄ x = a ve y = b dir. •1 B •1 •2 •2 •3 biçiminde gösterilir. ÖRNEK : (3x – y, y + 4x) = (5, 9) ise (x, y) ikilisi nedir? A) (1,2) B) –1,2) C) (2,1) D) (2,3) E) Çözüm : (3x – y, y + 4x) = (5, 9) → 3x − y = 5 y+ 4x = 9 sistemin çözümü ile x = 2, y = 1 bulunur. (x, y) = (2, 1) Yanıt : C 3. Grafikle gösterme : Birbirine dik iki eksen alırız. Yatay olana birinci küme elemanları düşey olana ikinci küme elemanları alınır. Bunlardan çizilen dikmelerin kesişme noktaları kartezyen çarpımın elemanlarıdır. ÖRNEK : A = {a, b} B = {1, 2, 3} ise A x B nin grafiği nedir? KARTEZYEN ÇARPIM A kümesi ile B kümesinin kartezyen çarpımı A x B biçiminde gösterilir ve A x B = {x, y) | x A ve y B} dir. Çözüm : Örneğin; A = {a, b, c} ve B = { 2, 3} ise 3 A x B = {(a, 2) (a, 3) (b, 2) (c, 2) (c, 3) } kümesidir. 2 1 1. AxB≠BxA Ax=Bx= 3. A x (B ≈ C) = (A x B) ≈ (A x C) 4. A x (B ↔ C) = (A x B) ↔ (A x C) 5. s(A x B) = s(B x A) = s(A) x s(B) (b, 3) (a,2) (b, 2) (a, 1) (b, 1) a KARTEZYEN ÇARPIMININ ÖZELLĐKLERĐ 2. (a,3) b ÖRNEK : A = {x|1 < x < 2 , x ∈R } B = {x|0 < x < 3, x ∈R} ise A x B grafiği nedir? www.matematikclub.com TERS BAĞINTI Çözüm : A dan B ye bir bağıntı β ise B den A ya β bağıntısındaki elemanlar kendi görüntülerine bağlayan bağıntıya β nın tersi denir ve β–1 ile gösterilir. y 3 2 1 1 x 2 taralı bölge istenilen grafiktir. ÖRNEK : A = {a, b, c} ve B = {1, 2, 3, 4} için β ∈ AxB→ β = { (a, 1) (a, 3) (b, 4) (c, 2), (b, 3)} ise β–1 ∈ B x A ise β–1= { 1,a), (3,a), (4,b), (2,c), (3,b } dir. β A BAĞINTI •a A x B nın her alt kümesine A da bir bağıntı denir. •c A dan B ye tanımlanabilen bağıntı sayısı: B •1 •1 •a •2 •b •2 •b β -1 B ⇒ •3 •3 •4 •4 A •c Bağıntı bir alt küme olduğu için bağıntı sayısı = 2s(A) x s(B) dır. β -1 Örneğin A = {a, b} ve B = {m, n, p} ise A dan B ye 22.3 = 64 bağıntı tanımlanabilir. (Buna ∅ nin dahil olduğuna dikkat ediniz.) B B ∈ A x B bağıntısında (x, y) β(x) biçimlerinde yazabiliriz. B ∈ A x A ise β da aşağıda tanımlanan dört özellik bulunabilir. β ise bunu yβx ya da y = ∈ 1. A x B ise β da hiç bir özellik yoktur. Yansıma özelliği : Tanım ÖRNEK : A = {1, 2, 3}; B = {1, 2} ise β ℘ A x B ve β = { (1, 1), (1, 2), (2, 2), (3, 1) } ise bunu şema ve grafikle gösteriniz? β ∈ A x A iken ∀x ∈ A için (x , x) = β ise β bağıntısı yansıyandır. Örneğin; A = {1, 2, 3} iken β1 = {(1, 1) (2, 2), (3, 3) } ve β2 = {(1, 1), (2, 2), (3, 3), (1, 3) } bağıntıları yansıyandır. Çözüm : β3 = { (1,1), (2, 2), (3,1), (3, 2) } bağıntısı yasıyan değil- Şema ile gösterimi : dir. A B •1 •2 •3 Yansıyan bağıntı sayısı β ℘ A x A ise s(A) = n ise 2–n •1 β bağıntısı 2n •2 Örneğin; A = {a, b, c} kümesinde 29–3 = 26 = 64 tane yansıyan bağıntı kurulabilir. 2. Grafik ile gösterimi : değişik biçimde kurulabilir. Simetri özelliği : B ∈ A x A iken her (x, y) ∈ β iken (y, x) yorsa β bağıntısına simetrik bağıntı denir. B β Örneğin; A = {1, 2, 3, 4} iken β 2 1 1 2 3 A ∈ β olu- A x A ve β = { (1, 3), (3, 1), (2, 4), (4, 2), (1, 4), (4, 1) } bağıntısı simetrikdir. β1 = { (1, 3), (3, 1), (2, 4), (4, 2), (1, 2) } bağıntısı simetrik değildir. Çünkü (2, 1) ∈β dir. www.matematikclub.com ∅ β1 küme simetrik bir bağıntıdır. Simetrik bağıntı sayısı : β ℘ A x A ve s(A) = n ise si- 2 n +n 2 A x A ve β1 = { (a, b) (b, a), (a, a) } ise β1 geçişken ∈ β olduğu halde (b, b) ∉ β dır. β geçişkendir. 2 metrik bağıntı sayısı ∈ değildir. Çünkü (b, a) ve (a, b) dir. Örneğin; A = {a, b, c} kümesinde tanımlı 2 bağıntı kurulabilir. 9+3 2 SIRALAMA BAĞINTISI simetrik β ∈ A x A iken β yansıyan, ters simetrik ve geçişken ise β bağıntısı bir sıralama bağıntısıdır. Örneğin; A = {a, b, c} ise β ϖ A x A ve β = {(a, a), (b, b), (c, c), (a, b), (b, c), (a, c) } bir sıralama bağıntısıdır. (Yansıyan, ters – simetrik, geçişkendir.) TERS – SĐMETRĐ ÖZELLĐĞĐ β ∈ A x A iken (x, y) ve (y, x) ikilileri birlikte β de yoksa β ters simetriktir. (x, x) ∈ β ters simetriyi bozmaz. ∅ ters simetrik bir bağıntıdır. Tek elemanlı tüm bağıntılar da ters simetriktir. ÖRNEK : A = {a, b, c, d} kümesinde tanımlı β = {(a,a) (b,b) (c,c) (d,d),(a,b),(b,c),(a,c),(a,d) (d,c)} bağıntısı bir sıralama bağıntısıdır. Bunu sıralı şema ile gösteriniz. Çözüm : Örneğin; A = {1, 2, 3, 4), β ℘ A x A ve c β = {(1, 2), (1, 3), (2, 3), (3, 4) } iken β ters sietriktir. β1 ∈ A x A ve b β1 = { (1, 2), (1, 3), (2, 3), (3, 2), (3, 4) } ters simetrik de- d ğildir. a Ters simetrik bağıntı sayısı : β ∈ A x A ve s(A) = n ise ters simetrik bağıntı sayısı: n2 +n 2 .2 2 − 2 n bulunur. Đkililerde önce gelen eleman aşağıda sonra gelen yukarıda olacak ve oklarla bağlanacak biçimde alındı. DENKLĐK BAĞINTISI β ∈ A x A iken β yansıyan – simetrik – geçişken ise β bağıntısı denklim bağıntısıdır. Not: Ters – simetrik olupta simetrik olmayanların sayısı : n 2 +n 2 2 hem simetrik hem de ters simetrik bağıntı sayısı n 2 −n 2 2 ÖRNEK : DENKLĐK SINIFI Bir denklik bağıntısında birbirine bağlı olan elemanların oluşturduğu kümeye denklik sınıfı denir. Denklik sınıfı, sınıfa ait herhangi bir elemanın üzerine bir çizgi konularak belirlenir. Eğer denklik sınıfları tam sayılardan oluşuyorsa, sınıf temsilcisi olarak negatif olmayan en küçük tam sayı sınıf temsilcisi olarak belirlenir. A = {a, b, c} ise ters simetrik bağıntı sayısı kaçtır? Çözüm : s(A) = 3 ters simetrik bağıntı sayısı 32+3 2 .2 2 − 2 3 = 2 .26 − 8 = 120 tanedir. GEÇĐŞME ÖZELLĐĞĐ β ∈ A x A iken β da (x, y) ve (y, z) gibi hiç bir eleman yoksa β geçişkendir. Ancak (x, y) ∈ β ve (y, z) ∈ β iken (x, z) ∈β ise β geçişkendir. Örneğin; A = {a, b, c} iken B ∈ A x A ve B = { (a, b) (b, c), (a, c) } ise β geçişkendir. ÖRNEK : A = {a, b, c, d} verilmişken β ℘ A x A da β 1 = {(a, a), (b,b) (c, c) (d,d) (a,b) (b,a), (c, d),(d,c)} kümesi bir denklik bağıntısıdır. (Yansıyan, Simetrik, Geçişken) A1 = {a,b } = a = b A = {c,d } = c = d Denklik sınıfları 2 www.matematikclub.com ÖRNEK : β = {(x, y) | x – y üçlü bölünebilir, x , y ∈ Z} β ∈ Z x Z olduğu için bu bağıntının bir denklik bağıntısıdır. Çözüm : 1) ∀x ∈ Z için (x, x) ∈ β → x–x 3 = a, (a, ∈Z) midir? 0 x – x = 0; 3 = 0 dir. O halde yansıyandır. 2) Çözüm : 1998 + 3 mod5 → 19981998 = 31998 mod5 1998 4 3' + 3 mod5 O halde, 499 32 + 4 mod5 – 16 33 + 2 mod5 39 ⇒ 34 + 1 mod5 – 36 38 – 36 2 19981998 = 31998 mod5 4 x, y ∈Z için (x, y) ∈ β → 499 (3 ) = x–y y–x = a1 → 3 = –a1 → (y, x) 3 . 32 = 1499 . 32 (mod 5 ) = 32 + 4 (mod5) β dır. Yanıt : E (Simetrik) FONKSĐYON 3) x−y = a1 ∈ Z (x, y) ∈β ⇒ 3 taraf tarafa toplayal›m. y−2 = a 2 ∈ Z ( y,z) ∈β ⇒ + 3 x–z = a 1 + a 2 = a ∈ Z ⇒ (x, z) ∈ β geçi½ken 3 A ≠ ∅ ve B ≠ ∅ ve f ∈ A x B de f bağıntısı A nın her elemanını bir ve yalnız bir bağ ile B nin elemanlarına eşliyorsa f bağıntısına fonksiyon denir. Örneğin; A O halde bu bağıntı Z de bir denklik bağıntısıdır. Denklik sınıfları : 0 A1 = {0, 3, 6, 9, 12, ............. –3, –6, –9, .............} = – A2 = {1, 4, 7, 10, 13, 16, ...... –2, –5, –8, –11, ....} = – 1 2 A3 = {2, 5, 8, 11, 14, .........–1, –4, –7, –10, ........} = – f B •1 •a •2 •b •3 •c •4 •d f, A dan B ye bir fonksiyondur. Bu fonksiyon f = {(1, a) (2, a) (3, d) (4, c) } dir. Denklik sınıfları kümesi Z/3 = { – 0,– 1,– 2 } A dan B ye bu fonksiyonda A ya tanım kümesi B ye değer kümesi denir. Tanım : FONKSĐYON ÇEŞĐTLERĐ β = { (x, y) | m böler (x – y) ; x, y ∈Z} kümesi denklik bağıntısıdır. Denklik sınıfları Z/m = {– 0, – 1 , 3, 4, .... —— m–1 } dir. Z/m elemanları (mod m) biçiminde gösterilir. Kalanına denk olma anlamına gelir. Bire – bir fonksiyon : A → B fonksiyonunda ∀ x1, x2 ∈ A ve x1 ≠ x2 → f (x1) ≠ f(x2) ve Örneğin; f(x1) = f(x2) → x1 = x2 ise bu fonksiyona bire bir denir. 47 + 2 (mod5) ; 73 + 1 (mod9) f A 87 + 7 (mod10) ; 36 + 0 (mod6) modüler aritmetikle yapılan işlemler B • A • • • • • • toplama p ⊕q = p + q , • çarpma p • • • • • • q = p.q , B • • • Örneğin; 17 + 43 = x mod5 e göre x nedir? | __| fonksiyon 17 + 2 mod5, 43 + 3 mod5 → 17 + 43 = 2 + 3 (mod5) = 0 (mod5) ÖRNEK : 19981998 = x (mod5) ise x kaçtır? A) 0 B) 1 C) 2 D) 3 E) 4 | __ | fonksiyon www.matematikclub.com Örten fonksiyon : ÖRNEKLER : A dan B ye fonkisyonda ∀y B için ∃x ∈ A varsa f fonksiyonu örtendir. Yani değer kümesi B de hiç açıkta eleman kalmıyorsa örten fonksiyondur. 1. R → R tanımlı f(x) = 3x + 1, g(x) = x2 – 1 fonksiyonları verilmişken (gof) (x) ve (fog) (x) fonksiyonlarını bulunuz? f'(A) = B dir. A B f • A • • • • • • • • • • • | __ | örten fonksiyon h B • • |__ | de¤il örten fonksiyon Đçine fonksiyon : f : A ∅ B fonksiyon iken f (A) ∈ B ise (yani B de açıkta eleman kalıyorsa böyle fonksiyonlara) içine fonksiyon denir. A B f • A h • • • • • • • • • • • • • | __ | de¤il içine • | __| içine fonksiyonu Sonlu bir kümeden sonlu bir kümeye 1 – 1 örten fonksiyonlara permütasyon fonksiyon fonksiyonu denir. A = {1, 2, 3} B = {a, b, c} → f = {(1, b) (2, c) (3, a) } bir permütasyon fonksiyonudur ve tanım kümesi liste değerleri altta gösterilerek de belirlenebilir. 123 bca ) R → R tanımlı f(x) = 2x+1 ve (fog)(x) = 5x+1 ise g(x) in eşiti nedir? Çözüm: R →R (fog)(x) = 5x+1 ise f(g(x) ) = 5x + 1 → 2g(x) + 1 = 5x + 1 den 5x g(x) = 2 bulunur. • Permütasyon Fonksiyonu : f( 2. B • • Çözüm: R → R f(x) = 3x + 1, g(x) = x2 – 1 ise (gof)(x) = g( f(x) ) = g(3x+1) = (3x+1)2–1 = 9x2+ 6x (fog)(x) = f( g(x) ) = f(x2–1) = 3(x2–1)+1 = 3x2–2 • biçiminde gösterilir. Permütasyon fonksiyonlarının sayısı (s(A) = s(B) = n ise) n! dir. f A ve B sonlu kümeler A → B fonksiyonlarının sayısı [s(B)]s(A) dır. 3. R →R tanımlı (fog)x = 8x + 1 ve g(x) = 2x – 1 ise f(x) = ? Çözüm: R → R ye (fog)(x) = 8x + 1 f (g(x) ) = 8x + 1 → f(2x–1) = 8x + 1 ise a+1 2x–1 = a → x = 2 dir. a+1 a+1 f(a) = 8. 2 + 1 → x = 2 dir. a+1 f(a) = 8. 2 + 1 → f(a) = 4a + 5 dir O halde f(x) = 4x + 5 bulunur. Örneğin, A = {1, 2, 3} den B = {a, b} ye kurulabilir fonksiyon sayısı 23 = 8 tanedir. Birim (Etkisiz) Fonksiyon : Bileşke Fonksiyonları : A kümesinde tanımlı fonksiyonda ∀x A → f(x) = x ise Bu fonksiyona birim (etkisiz) fonksiyon diyoruz ve I(x) biçiminde gösteriyoruz. A kümesinden B kümesine bir f(x) fonksiyonu tanımlanmışken B kümesinden C ye de g(x) fonksiyonu verilmiş olsun. Eğer bu fonksiyonlarla A dan C ye yeni bir fonksiyon tanımlanabiliyorsa bu fonksiyona (gof)(x) fonksiyonu diyoruz. f A (g of ) B g C (gof) (x) = g(f(x)) foI = Iof = f bulunur. Ters Fonksiyon: A ∅ B ye f(x) fonksiyonu tanımlı iken (fog)(x) = I(x) ise g(x) fonksiyonuna f(x) in tersi dediğimizi v e g(x) = f–1(x) biçiminde gösterdiğimizi hatırlayım. f(x) fonksiyonu B ∅ A bir fonksiyondur. fof–1 = I birim fonksiyondur. www.matematikclub.com ÖRNEK : ÖRNEK : R → R; f(x) = 3x + 2 → f–1(x) nedir? y = g(x) 6 y = f(x) Çözüm: x yerine y, f(x) yerine de x koyarak y yi çözeriz. x–2 x–2 x = 3y + 2 → y = 3 yani f–1 = 3 dür. 4 -2 1 6 4 R de tanımlı ve garfikleri verilen y = f(x) ve y = g(x) fonksiyonları için (fogof–1) (6) = A ise A nın eşiti nedir? ÖRNEK : 3x – 5 R → R de tanımlı olduğu aralıklarda f(x) = x – 2 ise f–1(x) = ? Çözüm: x yerine y, f(x) yerine de x konularak y çözülür. 3y – 5 2x – 5 x = y – 2 → y = x – 3 bulunur. Not: Pratikte ax + b –b'x + b f(x) = a'x + b' → f'(x) = a'x – a şeklinde kolayca bulunur. Çözüm: f(g(f–1(6) ) = f(g.(0) ) = f(4) = 0 (f–1(6) = x → f(x) = 6 → f(0) = 6 dır. f–1(6) = 0 g(0) = 4 ve f(4) = 0 dır.) A = 0 bulunur. . KONU TESTĐ – 1 1. A x B = {(a, a), (a, b), (a, c), (d, a) (d, b) (d, c) } ise A ∪ B hangi kümedir? A) {a, b, c} B) {a, b, c, d} C) {a, b, d} D) {a, c, d} E) {b, c, d} ÖRNEK : R de tanımlı olduğu aralıklarda 3x + 5 f(x) = 7x – 1 iken (fof–1) (x) in eşiti nedir? 2. Çözüm: B de (fof–1)(x) = I(x) dır. (tanım) R de I(x) = x olduğu için: Sonuç : (fof–1) (x) = x dir. β = { (a, b) | a ≤ b, a, b R} bağıntısında, yansıma, simetri, ters simetri ve geçişme özelliklerinden kaç tanesi vardır? A) 0 B) 1 C) 2 D) 3 ÖRNEK : R de tanımlı f(x) = x2 – 3x + 4 ; (gof)(x) = 2x2 – 6x + 11 ise g(x) in eşiti nedir? 3. Çözüm: g(f(x)) = 2x2 – 6x + 11 g(x2 – 3x + 4) = 2x2 – 6x + 11 2x2 – 6x + 11 i x2 – 3x + 4 türünden yazacağımız için g(x2 – 3x + 4) = 2(x2 – 3x + 4) + 3 bulunur. O halde g(x) = 2x+3 dir. β = { (x, y | x3 + y = y3 + x, x, y R} Bağıntısında hangi özellikler vardır? A) Yansıma – Ters simetri – Geçişme B) Simetri – Ters simetri – Geçişme C) Yansıma – Ters simetri – Simetri D) Yansıma – Simetri – Geçişme E) Yansıma – Ters simetri E) 4 www.matematikclub.com 4. 239 = x (mod5) ise x kaçtır? A) 0 B) 1 C) 2 10. D) 3 E) 4 A = {a, b, c} kümesinde kaç tane yansıyan bağıntı yazılabilir? A) 8 5. B) 16 C) 32 D) 64 E) 128 386 = x (mod7) ise x in eşiti nedir? A) 2 B) 3 C) 4 D) 5 E) 6 11. f : A → B örten bir fonksiyon, f(x) = 3x – 1 ve A = {1, 2, 3, 4} ise B kümesi hangisidir? 6. 2789 hesaplansa birler basamağı kaçtır? A) 1 B) 3 C) 5 D) 7 A) {2, 5, 8, 11} E) 9 B) {2, 5, 7, 10} C) {3, 5, 8, 11} D) {1, 2, 3, 4} E) {2, 3, 8, 11} 7. s(A) = 6, s(A x B) = 30 ise B kümesinin alt küme sayısı kaçtır? A) 16 B) 32 C) 64 D) 128 E) 256 12. 8. A) f–1(x) = 5x + 3 1 B) f–1(x) = 3x+5 x–5 C) f–1(x) = 3 3 D) f–1(x) = x–5 2x+1 E) f–1(x) = 3 A dan B ye bir bağıntı β = { (a, b) (c, d) (d, e), (a, c) } olarak verilmiştir. d nin β daki görüntüsü (β(d) = ?) nedir? A) a 9. B) B C) c D) d A = {a, b, c} B = {b, c, d} ve B ℘ A x B; β = { (a, b) (b, c) (c, d), (a, c) } dir. β –1 in eşiti hangisidir? A) { (b, c) (b, c), (d, c), (c, a) } B) { (b, c) (c, b) (d, c) (c, a) } C) { (b, a) (c, b), (c, d), (c, a) } D) {(a, b) (b, c) (c, d), (c, a) } E) { (a, b) (c, b) (d, c) (c, a) } R → R f(x) = 3x + 5 ise f–1(x) in eşiti nedir? E) e 13. 3x–1 R de tanımlı f(x) = 2x–5 ise f–1(x) in eşiti nedir? 2x–1 A) 5x–2 5x–1 B) 2x–3 –5x–1 D) 2x+3 5x+1 E) 2x–3 5x+1 C) 2x+3 www.matematikclub.com 14. R → R f(x) = 5x = 1 ise (fof–1)(x) eşiti nedir? x–1 x+2 x+1 A) 5 B) 5 C) 2x D) x E) 5 19. Reel sayılarda tanımlı f(x) = 3x + 2 ise (fof)x in eşiti nedir? A) 9x + 2 B) 9x + 8 x–2 E) 3 D) 9x – 3 20. 15. f, g . R → R tanımlı fonksiyonlar (fog)(x) = 8x + 2 ve g(x) = 4x – 1 ise f(x) in eşiti hangisidir? A) 2x +4 B) 2x – 3 x–2 E) 8 D) 2x + 8 16. C) 2x + 1 3x + 4 R de tanımlı f(x) fonksiyonu f(x) = x – 2 dır. f–1(1) in eşiti nedir? A) 3 17. B) +2 R de tanımlı f(x) = A) x3 – 1 D) x3 = 2 18. C) 1 D) –2 E) –3 3 x–1 ise f–1(x) in eşiti nedir? x+1 B) x3 + 1 C) 3 x3 – 1 E) 2 R de tanımlı y = f(x) fonksiyonunun grafiği aşağıda verilmiştir. 4 y = f(x) -3 4 3 5 -2 Buna göre (fofof)(–3) ün eşiti nedir? A) –3 B) –2 C) 3 D) 4 E) 5 C) 9x + 6 f, g, R de tanımlı f(x) = 5x+3 g(x) = x2 – 3x + 1 ise (fog) (1) in eşiti nedir? A) 1 B) 2 C) –1 D) –2 1 E) – 2