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फलन के गुण: ग्राफ़ को कहानी की तरह पढ़ें

फलन हर इनपुट x के लिए ठीक एक आउटपुट f(x) देता है। ग्राफ़ से हम प्रांत (कौन-से x चल सकते हैं), परिसर (कौन-से y मिलते हैं), शून्यक (जहाँ f(x) = 0), धनात्मक-ऋणात्मक अंतराल, वर्धमान-ह्रासमान भाग, अधिकतम-न्यूनतम मान और यह पढ़ते हैं कि फलन सम है (y-अक्ष पर दर्पण) या विषम (मूलबिंदु पर आधा घुमाव)।

🎬 कदम-दर-कदम कहानी

  1. यह f(x) = x² − 2x − 3 का ग्राफ़ है। हर x के लिए एक ही f(x) है। बैंगनी बिंदु को चलते देखिए: रीडआउट x और f(x) बताता है।
  2. पीले बिंदु शून्यक हैं: x = −1 और x = 3, जहाँ ग्राफ़ x-अक्ष को काटता है। हरा मतलब f(x) > 0, लाल मतलब f(x) < 0।
  3. अब रंग दिशा बताते हैं। नीला: दाएँ चलें तो ग्राफ़ नीचे जाता है (ह्रासमान)। नारंगी: दाएँ चलें तो ऊपर जाता है (वर्धमान)।
  4. बिंदु (1, −4) पर रुकता है। यह सबसे नीचा बिंदु है, न्यूनतम। यहाँ फलन घटना छोड़कर बढ़ना शुरू करता है।
  5. f(x) = x² − 4 अपनी y-अक्ष वाली दर्पण छवि से मिल जाता है: यह सम है। फिर f(x) = x³ − 3x मूलबिंदु पर आधा घुमाने पर खुद से मिल जाता है: यह विषम है।
  6. अब आपकी बारी। फलन चुनिए, x खिसकाइए, और उसका चिह्न, दिशा और सम/विषम पढ़िए।

टिप: 3D दृश्य को घुमाने के लिए खींचें। ज़ूम के लिए दो उंगलियाँ इस्तेमाल करें।

🤔 आम शंकाएँ और उनके जवाब

क्या शून्यक और f(0) एक ही हैं?

नहीं। शून्यक वह x है जहाँ f(x) = 0 (x-अक्ष पर)। f(0) वह है जहाँ ग्राफ़ y-अक्ष काटता है।

वर्धमान अंतराल x में लिखें या y में?

x में। 3D में नीले और नारंगी भाग x = 1 पर बँटते हैं।

न्यूनतम बिंदु और न्यूनतम मान में क्या अंतर है?

बिंदु (1, −4) है। मान उसका y-भाग, −4। प्रश्न देखकर सही चीज़ लिखिए।

क्या कोई फलन सम और विषम दोनों हो सकता है?

सिर्फ़ f(x) = 0। वह अपना दर्पण भी है और आधा घुमाव भी। बाकी लगभग सभी एक या कोई नहीं।

समता के लिए प्रांत सममित क्यों चाहिए?

f(x) और f(−x) की तुलना के लिए दोनों का होना ज़रूरी है। प्रांत सिर्फ़ x ≥ 0 हो तो f(−x) परिभाषित नहीं।

प्रांत, परिसर और फलन बताने के तरीके

फलन ऐसा नियम है जो हर इनपुट के लिए ठीक एक आउटपुट देता है। लिखते हैं y = f(x)।

फलन को सूत्र (f(x) = 2x + 1), तालिका, ग्राफ़ या शब्दों ("दोगुना करो और एक जोड़ो") से बता सकते हैं। ग्राफ़ में प्रांत वक्र की x-अक्ष पर परछाईं है और परिसर y-अक्ष पर परछाईं।

उदाहरण: f(x) = x² − 2x − 3 का प्रांत सभी वास्तविक संख्याएँ और परिसर y ≥ −4 है।

शून्यक और समान चिह्न के अंतराल

फलन का शून्यक वह x है जहाँ f(x) = 0। ग्राफ़ पर वहाँ वक्र x-अक्ष से मिलता है।

दो शून्यकों के बीच ग्राफ़ अक्ष के एक ही ओर रहता है, इसलिए वहाँ f का चिह्न नहीं बदलता। इन्हें समान चिह्न के अंतराल कहते हैं।

f(x) = x² − 2x − 3 = (x + 1)(x − 3): शून्यक −1 और 3। x < −1 और x > 3 पर f(x) > 0; −1 < x < 3 पर f(x) < 0।

वर्धमान और ह्रासमान (एकदिष्टता)

किसी अंतराल पर f वर्धमान है अगर बड़ा x हमेशा बड़ा f(x) दे: x₁ < x₂ ⇒ f(x₁) < f(x₂)। दाएँ चलें तो ग्राफ़ ऊपर जाता है।

f ह्रासमान है अगर x₁ < x₂ ⇒ f(x₁) > f(x₂)। दाएँ चलें तो ग्राफ़ नीचे जाता है।

जो फलन किसी अंतराल पर सिर्फ़ बढ़े या सिर्फ़ घटे, वह वहाँ एकदिष्ट (monotonic) है। 2x + 1 हर जगह वर्धमान है। x² − 2x − 3, x ≤ 1 पर ह्रासमान और x ≥ 1 पर वर्धमान है।

ध्यान दें: अंतराल हमेशा x के मानों में लिखें, y में नहीं।

अधिकतम और न्यूनतम मान

अधिकतम मान f का सबसे बड़ा मान है और न्यूनतम मान सबसे छोटा। ग्राफ़ पर ये सबसे ऊँचे और सबसे नीचे के बिंदु हैं।

जहाँ f बढ़ना छोड़कर घटने लगे, वहाँ स्थानीय अधिकतम (पहाड़ी की चोटी)। जहाँ घटना छोड़कर बढ़ने लगे, वहाँ स्थानीय न्यूनतम (घाटी)।

x² − 2x − 3 = (x − 1)² − 4। वर्ग कभी ऋणात्मक नहीं होता, इसलिए सबसे छोटा मान −4, x = 1 पर। अधिकतम नहीं है।

x³ − 3x: x = −1 पर स्थानीय अधिकतम 2, x = 1 पर स्थानीय न्यूनतम −2।

सम और विषम फलन

पहले देखें कि प्रांत सममित है (x हो तो −x भी हो)। फिर:

जाँच: x की जगह −x रखिए और सरल कीजिए। f(x) वापस मिले तो सम, −f(x) मिले तो विषम।

करके देखें: पहले अंदाज़ा, फिर जाँच

3D में f(x) = x³ − 3x चुनिए। x खिसकाने से पहले अंदाज़ा लगाइए: कहाँ वर्धमान है? कहाँ ऋणात्मक? फिर x को −4 से 4 तक ले जाकर रीडआउट देखिए। कागज़ पर x = −2, −1, 0, 1, 2 की तालिका बनाइए और जाँचिए कि यह विषम है: f(−1) = 2 और f(1) = −2।

मुख्य सूत्र और परिभाषाएँ

हल किए गए उदाहरण

1. f(x) = 3x − 6 के शून्यक ज्ञात कीजिए।

3x − 6 = 0 ⇒ 3x = 6 ⇒ x = 2। एक ही शून्यक x = 2।

2. f(x) = x² − 9 के शून्यक और चिह्न के अंतराल बताइए।

(x − 3)(x + 3) = 0 ⇒ x = −3 या 3। x = 0 पर f(0) = −9 < 0। इसलिए (−3, 3) पर f < 0, और x < −3, x > 3 पर f > 0।

3. f(x) = −2x + 5 वर्धमान है या ह्रासमान?

x = 0 पर f = 5, x = 1 पर f = 3। बड़ा x, छोटा f। ढाल −2 ऋणात्मक है, इसलिए हर जगह ह्रासमान।

4. f(x) = x² − 6x + 11 का न्यूनतम मान ज्ञात कीजिए।

पूर्ण वर्ग: (x − 3)² + 2। वर्ग ≥ 0, इसलिए f ≥ 2। न्यूनतम मान 2, x = 3 पर। x ≤ 3 पर ह्रासमान, x ≥ 3 पर वर्धमान।

5. f(x) = x⁴ + x² सम, विषम या कोई नहीं?

f(−x) = x⁴ + x² = f(x)। इसलिए सम।

6. f(x) = x³ + x + 1 सम, विषम या कोई नहीं?

f(−x) = −x³ − x + 1। यह न f(x) है, न −f(x) = −x³ − x − 1 (+1 के कारण)। इसलिए न सम न विषम।

आम गलतियाँ

अभ्यास क्विज़

1. फलन का शून्यक वह x है जहाँ:
2. f(x) = x² है:
3. यदि x₁ < x₂ से हमेशा f(x₁) > f(x₂), तो f है:
4. (x − 2)² + 5 का न्यूनतम मान:
5. विषम फलन का ग्राफ़ किसके प्रति सममित है?

अभ्यास: खुद जवाब दो

अपना जवाब लिखो या चुनो, फिर जाँचें दबाओ। अटको तो संकेत देखो; जवाब देने के बाद पूरा हल दिखेगा।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

फलन के मुख्य गुण कौन-से हैं?

प्रांत, परिसर, शून्यक, चिह्न के अंतराल, वर्धमान/ह्रासमान अंतराल, अधिकतम/न्यूनतम मान और समता (सम या विषम)।

फलन सम है या विषम, कैसे जाँचें?

x की जगह −x रखकर सरल कीजिए। f(x) मिले तो सम, −f(x) मिले तो विषम, वरना कोई नहीं।

एकदिष्ट (monotonic) का क्या मतलब है?

किसी अंतराल पर फलन सिर्फ़ बढ़े (वर्धमान) या सिर्फ़ घटे (ह्रासमान), तो वह वहाँ एकदिष्ट है।

यह कहाँ पढ़ाया जाता है

यूक्रेन9 класFunctions
चीन高一Ch.3 Functions

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