¿Qué es una función?

Una función relaciona una entrada con una salida.

function cogs

Es como una máquina que tiene una entrada y una salida.

Y la salida está relacionada de alguna manera con la entrada.

f (x)

f (x) = … ” es la forma clásica de escribir una función.
¡Y hay otras formas, como verás!

Entrada, relación, salida

             

Veremos muchas formas de pensar sobre las funciones, pero siempre hay tres partes principales:

  • La entrada
  • La relación
  • La salida
  •              

Ejemplo: “Multiplicar por 2” es una función muy simple.

Aquí están las tres partes:

 

                              
       

         

           

           

           

         

         

           

           

           

         

         

           

           

           

         

         

           

           

           

         

         

           

           

           

         

         

           

           

           

         

       

Entrada Relación Salida
0 × 2 0
1 × 2 2
7 × 2 14
10 × 2 20

                              

                            

Para una entrada de 50, ¿cuál es la salida?

Algunos ejemplos de funciones

  • x 2 (cuadrar) es una función
  • x 3 +1 también es una función
  • Seno, coseno y tangente son ​​funciones utilizadas en trigonometría
  • ¡y hay muchos más!

 

Pero no vamos a ver funciones específicas …
… en su lugar, veremos la idea general de una función.

Nombres

Primero, es útil dar a una función un nombre .

El nombre más común es “ f “, pero podemos tener otros nombres como “ g ” … o incluso “ mermelada ” si queremos.

Pero usemos “f”:

f(x) = x^2

Decimos “f de x es igual a x al cuadrado”

lo que entra en la función se pone entre paréntesis () después del nombre de la función:

Entonces f (x) nos muestra que la función se llama “ f ” y “ x “va en

Y generalmente vemos lo que hace una función con la entrada:

f (x) = x 2 nos muestra esa función “ f ” toma “[ 19459039] x “y lo ajusta al cuadrado.

Ejemplo: con f (x) = x 2 :

  • una entrada de 4
  • se convierte en una salida de 16.
  •                

De hecho, podemos escribir f (4) = 16 .

                           

¡La “x” es solo un marcador de posición!

                           

No te preocupes demasiado por “x”, solo está allí para mostrarnos dónde va la entrada y qué le sucede.

                           

¡Podría ser cualquier cosa!

 

                           

Entonces esta función:

                           

f (x) = 1 – x + x 2

                           

Tiene la misma función que:

                                 

  • f (q) = 1 – q + q 2
  • h (A) = 1 – A + A 2
  • w (θ) = 1 – θ + θ 2

La variable (x, q, A, etc.) está justo allí para que sepamos dónde poner los valores:

f ( 2 ) = 1 – 2 + 2 2 = 3

   

                         

A veces no hay nombre de función

A veces una función no tiene nombre, y vemos algo como:

y = x 2

Pero todavía hay:

  • una entrada (x)
  • una relación (cuadratura)
  • y una salida (y)

Relacionado

En la parte superior dijimos que una función era como una máquina. Pero una función realmente no tiene correas o engranajes ni partes móviles, ¡y en realidad no destruye lo que le ponemos!

Una función relaciona una entrada a una salida.

Decir “ f (4) = 16 ” es como decir que 4 está relacionado de alguna manera con 16. O 4 → 16

tree

Ejemplo: este árbol crece 20 cm cada año, por lo que la altura del árbol está a su edad utilizando la función h [ 19459040]:

h (edad) = edad × 20

Entonces, si la edad es de 10 años, la altura es:

h (10) = 10 × 20 = 200 cm

Estos son algunos valores de ejemplo:

 

edad h (edad) = edad × 20
0 0
1 20
3.2 64
15 300

¿Qué tipos de cosas procesan las funciones?

“Números” parece una respuesta obvia, pero …

calculator

¿qué números?

Por ejemplo, la función de altura del árbol h (edad) = edad × 20 no tiene sentido para una edad inferior a cero.

codes … también podría ser letras (“A” → “B”), o códigos de identificación (“A6309” → “Pase”) o cosas más extrañas.

Entonces necesitamos algo más poderoso , y ahí es donde entra :

various real numbers

Un conjunto es una colección de cosas.

Estos son algunos ejemplos:

  • Conjunto de números pares: {…, -4, -2, 0, 2, 4, …}
  • Conjunto de ropa: {“sombrero”, “camisa”, …}
  • Conjunto de números primos: {2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, …}
  • Múltiplos positivos de 3 que son menores que 10: {3, 6, 9}

Cada elemento individual en el conjunto (como “4” o “sombrero”) se llama miembro o elemento .

Entonces, una función toma elementos de un conjunto y devuelve elementos de un conjunto .

Una función es especial

Pero una función tiene reglas especiales :

 

  • Debe funcionar para cada valor de entrada posible
  • Y solo tiene una relación para cada valor de entrada
  •    

   

Esto se puede decir en una definición:

function sets X to Y

Definición formal de una función

Una función relaciona cada elemento de un conjunto
con exactamente un elemento de otro
conjunto
(posiblemente el mismo conjunto).

¡Las dos cosas importantes!

                           

                             

                             

         

       

1.

“… cada elemento …” significa que cada elemento en X está relacionado con algún elemento en Y .

                               

Decimos que la función cubre X (relaciona cada elemento de la misma).

                                 

(Pero algunos elementos de Y podrían no estar relacionados en absoluto, lo cual está bien.)

                           

                             

                             

                           

       

2.

“… exactamente uno …” significa que una función es de valor único . No devolverá 2 o más resultados para la misma entrada.

                             

Entonces “f (2) = 7 o 9″ no está bien.

                     

                          

             

                           

                             

                             

                             

                           

                           

                             

                             

                             

                           

                           

                             

                             

                             

                           

       

“Uno a muchos” no está permitido, pero “muchos a uno” está permitido:

function function
(uno a muchos) (muchos a uno)
Esto es NO OK en una función Pero esto es OK en una función

Cuando una relación no sigue esas dos reglas, entonces no es una función … sigue siendo una relación , simplemente no es una función.

Ejemplo: la relación x → x 2

function

También podría escribirse como una tabla:

 

       

                     

                       

                       

                     

         

                       

                       

         

         

           

                       

         

         

           

                       

         

         

           

                       

         

         

           

                       

         

         

           

                       

         

       

X: x Y: x 2
3 9
1 1
0 0
4 16
-4 16

Es una función , porque:

  • Todos los elementos en X están relacionados con Y
  • Ningún elemento en X tiene dos o más relaciones
  •          

                     

Entonces sigue las reglas.

                     

(Observe cómo ambos 4 y -4 se relacionan con 16 , lo cual está permitido.)

Ejemplo: esta relación es no una función:

function

Es una relación , pero no es una función , por estos motivos:

  • El valor “3” en X no tiene relación en Y
  • El valor “4” en X no tiene relación en Y
  • El valor “5” está relacionado con más de un valor en Y

(Pero el hecho de que “6” en Y no tenga relación no importa)

 

 

function not single valued

Prueba de línea vertical

En un gráfico, la idea de de valor único significa que ninguna línea vertical cruza nunca más de un valor.

Si cruza más de una vez sigue siendo una curva válida, pero no es una función .

Algunos tipos de funciones tienen reglas más estrictas, para obtener más información puede leer Inyectiva, Surjectiva y Biyectiva

Infinitamente muchos

Mis ejemplos tienen solo unos pocos valores, pero las funciones generalmente funcionan en conjuntos con infinitos elementos.

 

Ejemplo: y = x 3

  • El conjunto de entrada “X” es todo Números reales
  • El conjunto de salida “Y” es también todos los números reales
  •          

No podemos mostrar TODOS los valores, así que aquí hay algunos ejemplos:

 

           

             

             

           

           

             

             

           

           

             

             

           

           

             

             

           

           

             

             

           

           

             

             

           

           

             

             

           

     

X: x Y: x 3
-2 -8
-0,1 -0,001
0 0
1,1 1.331
3 27
y así sucesivamente … y así sucesivamente …

    

Dominio, codominio y rango

En nuestros ejemplos anteriores

  • el conjunto “X” se llama Dominio ,
  • el conjunto “Y” se llama Codominio y
  • el conjunto de elementos que se apuntan en Y (los valores reales producidos por la función) se denomina Rango .

Tenemos una página especial sobre Dominio, Rango y Codominio si desea saber más.

¡Tantos nombres!

Las funciones se han utilizado en matemáticas durante mucho tiempo, y se han creado muchos nombres y formas diferentes de escribir funciones.

Estos son algunos términos comunes con los que debe familiarizarse:

Function Parts

                           

Ejemplo: z = 2u 3 :

                                 

  • “u” podría llamarse la “variable independiente”
  • “z” podría llamarse la “variable dependiente” ( depende de el valor de u)

 

Ejemplo: f (4) = 16 :

  • “4” podría llamarse el “argumento”
  • “16” podría llamarse el “valor de la función”

Ejemplo: h (año) = 20 × año :

eq

  • h () es la función
  • “año” podría llamarse el “argumento” o la “variable”
  • un valor fijo como “20” puede llamarse parámetro

A menudo llamamos a una función “f (x)” cuando en realidad la función es realmente “f”

Pares ordenados

Y aquí hay otra forma de pensar sobre las funciones:

Escriba la entrada y salida de una función como un “par ordenado”, como (4,16).

Se llaman pares ordenados porque la entrada siempre viene primero y la salida después:

(entrada, salida)

Entonces se ve así:

( x , f (x) )

Ejemplo:

(4,16) significa que la función toma “4” y emite “16”

Conjunto de pares ordenados

Una función se puede definir como un conjunto de pares ordenados:

Ejemplo: {(2,4), (3,5), (7,3)} es una función que dice

“2 está relacionado con 4”, “3 está relacionado con 5” y “7 está relacionado con 3”.

Además, tenga en cuenta que:

  • el dominio es {2,3,7} (los valores de entrada)
  • y el rango es {4,5,3} (los valores de salida)

Pero la función tiene que ser de valor único , por lo que también decimos

“si contiene (a, b) y (a, c), entonces b debe ser igual a c”

Lo cual es solo una forma de decir que una entrada de “a” no puede producir dos resultados diferentes.

Ejemplo: {( 2 , 4 ), ( 2 , 5 ), (7,3)} es [ 19459023] no una función porque {2,4} y {2,5} significa que 2 podría estar relacionado con 4 o 5.

En otras palabras, no es una función porque no tiene un valor único

interactive-cartesian-coordinates

Un beneficio de pares ordenados

Podemos graficarlos …

… ¡porque también son coordenadas !

Entonces, un conjunto de coordenadas también es una función (si siguen
las reglas anteriores, es decir

Una función puede estar en piezas

Podemos crear funciones que se comporten de manera diferente según el valor de entrada

Ejemplo: una función con dos piezas:

  • cuando x es menor que 0, da 5,
  • cuando x es 0 o más, da x 2

 

       

                     

                       

                       

                       

                     

       

Piecewise Function Estos son algunos valores de ejemplo:
                         

                           

                             

                             

                           

                           

                             

                             

                           

                           

                             

                             

                           

                           

                             

                             

                           

                           

                             

                             

                           

                           

                             

                             

                           

                           

                             

                             

                           

                       

x y
-3 5
-1 5
0 0
2 4
4 16

       

Lea más en Funciones por partes .

Explícito vs implícito

Un último tema: los términos “explícito” e “implícito”.

Explícito es cuando la función nos muestra cómo ir directamente de xay, como:

y = x 3 – 3

Cuando sabemos x, podemos encontrar y

Ese es el estilo clásico y = f (x) con el que a menudo trabajamos.

Implícito es cuando es no dado directamente como:

 

x 2 – 3xy + y 3 = 0

Cuando sabemos x, ¿cómo encontramos y?

   

Puede ser difícil (¡o imposible!) Ir directamente de x a y.

“Implícito” viene de “implícito”, en otras palabras, se muestra indirectamente .

Gráficos

  • La Function Grapher solo puede manejar funciones explícitas,
  • La Ecuación Grapher puede manejar ambos tipos (pero lleva un poco más de tiempo y a veces se equivoca).

Conclusión

 

  • una función relaciona entradas a salidas
  • una función toma elementos de un conjunto (el dominio ) y los relaciona con elementos de un conjunto (el codominio ).
  • todas las salidas (los valores reales relacionados con) se denominan juntas el rango
  • una función es un tipo de relación especial donde:
    • cada elemento en el dominio está incluido, y
    • cualquier entrada produce solo una salida (no esto o eso)
  • una entrada y su salida coincidente se denominan juntas par ordenado
  • por lo que una función también puede verse como un conjunto de pares ordenados