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फलनों का रूपांतरण

रूपांतरण (transformation) मूल फलन y = f(x) के ग्राफ़ को बदलता है, पर उसका बुनियादी आकार नहीं। फलन के बाहर जोड़ने से ग्राफ़ ऊपर-नीचे जाता है: f(x) + k यानी k ऊपर। कोष्ठक के अंदर का बदलाव क्षैतिज और उलटा होता है: f(x − h) यानी h दाएँ। बाहर गुणा, a·f(x), ऊर्ध्वाधर खिंचाव है (a < 0 हो तो x-अक्ष में पलटता है)। अंदर गुणा, f(bx), क्षैतिज रूप से 1/b गुना दबाता है (b < 0 हो तो y-अक्ष में पलटता है)। सब मिलाकर: y = a·f(b(x − h)) + k, और मूल का बिंदु (0, 0) पहुँचता है (h, k) पर।

🎬 कदम-दर-कदम कहानी

  1. धूसर वक्र मूल फलन y = x² है। लाल बिंदु उसका शीर्ष (0, 0) है। इस पाठ का हर बदलाव इसी वक्र को खिसकाता या बदलता है।
  2. आउटपुट में 3 जोड़ो: y = x² + 3। हर बिंदु 3 ऊपर जाता है। नीला वक्र ऊपर सरकता है और शीर्ष (0, 3) पर पहुँचता है।
  3. x की जगह (x − 2) रखो: y = (x − 2)²। वक्र 2 दाएँ जाता है, बाएँ नहीं। पहले x = 0 जो देता था, वह अब x = 2 देता है।
  4. आउटपुट को −2 से गुणा करो: y = −2x²। हर y दोगुना और चिह्न उलटा। वक्र पतला होकर x-अक्ष में उलट जाता है।
  5. इनपुट को −1 से गुणा करो: y = √(−x)। हर बिंदु y-अक्ष के दूसरी ओर कूद जाता है। अंदर की संख्या b (f(bx)) ग्राफ़ को 1/b गुना बगल से दबाती है।
  6. खुद आज़माओ: मूल फलन चुनो और a, b, h, k स्लाइडर चलाओ। रीडआउट हर बदलाव शब्दों में बताएगा।

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

🤔 आम शंकाएँ और उनके जवाब

अंदर माइनस से ग्राफ़ दाएँ क्यों जाता है?

पहले जैसा इनपुट पाने को x को h ज़्यादा होना पड़ता है। इसलिए सब कुछ h इकाई बाद, यानी दाएँ होता है।

k जोड़ने से क्या आकार बदलता है?

नहीं। हर बिंदु बराबर खिसकता है, इसलिए आकार और चौड़ाई वही रहती है, सिर्फ़ जगह बदलती है।

−f(x) और f(−x) में क्या फ़र्क है?

−f(x) आउटपुट का चिह्न बदलता है: ग्राफ़ x-अक्ष में ऊपर-नीचे पलटता है। f(−x) इनपुट का चिह्न बदलता है: ग्राफ़ y-अक्ष में बाएँ-दाएँ पलटता है।

f(2x) से ग्राफ़ पतला क्यों होता है, चौड़ा क्यों नहीं?

इनपुट दोगुना होता है, तो ग्राफ़ हर मान आधे x पर पा लेता है। सब दोगुनी तेज़ी से होता है, इसलिए चौड़ाई आधी।

कई रूपांतरण किस क्रम में करें?

सुरक्षित क्रम: पहले खिंचाव और पलटना, फिर खिसकाना। खुद आज़माओ में दोनों क्रम देखो।

मूल फलन क्या है?

परिवार का सबसे सरल सदस्य, जैसे सभी परवलयों के लिए y = x²। बाकी सब इसी को खिसकाकर, खींचकर या पलटकर बनते हैं।

मूल (पैरेंट) फलन

मूल फलन किसी ग्राफ़ परिवार का सबसे सरल रूप है। इनके आकार याद रखो:

इस पाठ का हर ग्राफ़ इन्हीं में से एक है, खिसका, खिंचा या पलटा हुआ।

स्थानांतरण: ग्राफ़ खिसकाना

ऊर्ध्वाधर: y = f(x) + k ग्राफ़ को k इकाई ऊपर ले जाता है (k ऋणात्मक हो तो नीचे)। हर आउटपुट में k जुड़ता है।

क्षैतिज: y = f(x − h) ग्राफ़ को h इकाई दाएँ ले जाता है (h ऋणात्मक हो तो बाएँ)। यह उलटा लगता है। ऐसे सोचो: पुराना ग्राफ़ x = 0 पर जो ऊँचाई देता था, नया ग्राफ़ वही x = h पर देता है। इसलिए वह दाएँ खिसकता है।

उदाहरण: y = (x + 4)² − 1 यानी y = x² को 4 बाएँ और 1 नीचे। शीर्ष (−4, −1)।

कुछ किताबें इसे सदिश से लिखती हैं: (h, k) से खिसकाना = h दाएँ, k ऊपर।

खिंचाव और परावर्तन

ऊर्ध्वाधर खिंचाव: y = a·f(x) हर y को a से गुणा करता है। a = 3 हो तो ग्राफ़ 3 गुना ऊँचा। 0 < a < 1 हो तो x-अक्ष की ओर दबता है। x-अक्ष पर के बिंदु नहीं हिलते।

क्षैतिज खिंचाव: y = f(bx) हर x को 1/b से गुणा करता है। b = 2 हो तो ग्राफ़ आधा चौड़ा। b = ½ हो तो दोगुना चौड़ा। y-अक्ष पर के बिंदु नहीं हिलते।

परावर्तन: y = −f(x) ग्राफ़ को x-अक्ष में उलटता है (ऊपर-नीचे)। y = f(−x) उसे y-अक्ष में पलटता है (बाएँ ↔ दाएँ)।

सम फलन (x², |x|) f(−x) के बाद वैसे ही दिखते हैं। विषम फलन (x³) में −f(x) और f(−x) एक ही ग्राफ़ देते हैं।

कई रूपांतरण एक साथ

सामान्य रूप है y = a·f(b(x − h)) + k। बनाने का सुरक्षित क्रम:

  1. क्षैतिज 1/b गुना (b < 0 हो तो y-अक्ष में पलटो)।
  2. ऊर्ध्वाधर a गुना (a < 0 हो तो x-अक्ष में पलटो)।
  3. h दाएँ और k ऊपर खिसकाओ।

कोई बिंदु कहाँ जाएगा: (x, y) → (x/b + h, a·y + k)। जैसे y = 2(x − 1)² + 3 पर मूल बिंदु (1, 1) जाता है (1 + 1, 2·1 + 3) = (2, 5) पर।

ध्यान दो: y = f(2x − 6) में 6 का खिसकाव नहीं है। पहले गुणनखंड करो: f(2(x − 3)) यानी ½ दबाओ, फिर 3 दाएँ।

करके देखो: पहले अनुमान, फिर जाँच

स्लाइडर छूने से पहले लिखो कि y = −(x + 1)² + 2 का शीर्ष कहाँ होगा और ग्राफ़ ऊपर खुलेगा या नीचे। फिर खुद आज़माओ वाले चरण में a = −1, h = −1, k = 2 रखो। सही थे? अब y = |2x| और y = 2|x| आज़माओ। क्या दोनों एक ही ग्राफ़ हैं? (हाँ! क्यों, सोचो।)

मुख्य सूत्र और परिभाषाएँ

हल किए गए उदाहरण

1. y = x² से y = (x − 5)² + 2 कैसे बनता है?

अंदर x − 5 → 5 दाएँ। बाहर +2 → 2 ऊपर। शीर्ष (0, 0) से (5, 2)।

2. y = |x| से y = −3|x| समझाओ।

बाहर −3 से गुणा: ऊर्ध्वाधर 3 गुना, फिर x-अक्ष में उलटा। V पतला और उलटा हो जाता है, शीर्ष (0, 0) ही।

3. y = √x को 4 बाएँ और 1 नीचे खिसकाओ, समीकरण लिखो।

4 बाएँ → x की जगह x + 4। 1 नीचे → 1 घटाओ। y = √(x + 4) − 1, जो (−4, −1) से शुरू होता है।

4. बिंदु (2, 8) y = f(x) पर है। y = f(2x) पर यह कहाँ होगा?

अंदर ×2 से x आधा: (2, 8) → (1, 8)। जाँच: x = 1 पर f(2·1) = f(2) = 8 ✓

5. y = 2(x + 3)² − 4 का शीर्ष और खुलने की दिशा बताओ।

a(x − h)² + k से मिलाओ: a = 2, h = −3, k = −4। शीर्ष (−3, −4)। a > 0, इसलिए ऊपर खुलता है और x² से पतला है।

6. y = f(3x − 6) + 1 के रूपांतरण क्रम से लिखो।

अंदर गुणनखंड: 3x − 6 = 3(x − 2)। तो y = f(3(x − 2)) + 1: क्षैतिज 1/3 गुना, फिर 2 दाएँ, फिर 1 ऊपर। बिंदु (x, y) → (x/3 + 2, y + 1)।

आम गलतियाँ

अभ्यास क्विज़

1. y = x² + 4, y = x² को कहाँ खिसकाता है?
2. y = (x + 2)², y = x² को कहाँ खिसकाता है?
3. कौन-सा समीकरण y = f(x) को x-अक्ष में उलटता है?
4. y = (x − 3)² − 5 का शीर्ष:
5. y = f(4x), y = f(x) की तुलना में:

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 रूपांतरण के चार प्रकार कौन-से हैं?

स्थानांतरण (खिसकाना), ऊर्ध्वाधर/क्षैतिज खिंचाव, x- या y-अक्ष में परावर्तन, और इनका मेल।

रूपांतरण के बाद शीर्ष कैसे निकालें?

फलन को a(x − h)² + k रूप में लिखो। शीर्ष (h, k) है। दूसरे मूल फलनों में ख़ास बिंदु (0, 0) भी (h, k) पर जाता है।

क्या y = f(x − h) + k सदिश (h, k) से खिसकाना है?

हाँ। ग्राफ़ h इकाई दाएँ और k इकाई ऊपर जाता है, यानी सदिश (h, k) से स्थानांतरण।

यह कहाँ पढ़ाया जाता है

नीदरलैंडHAVO 4 (bovenbouw, 2e fase)Functions, graphs and equations (part 1)
नीदरलैंडVWO 4 (bovenbouw, 2e fase)Functions, graphs and equations (part 1)
नीदरलैंडVWO 5Relationships (part 2)
पोलैंडLiceum ogólnokształcące, klasa IIFunctions
अमेरिकाGrade 9Linear and exponential relationships
अमेरिकाGrade 9Linear and exponential relationships
अमेरिकाGrade 10Quadratic functions and modeling
अमेरिकाGrade 11Modeling with functions
अमेरिकाGrade 11Mathematical modeling
अमेरिकाGrade 12Polynomial and Rational Functions

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