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फलन: इनपुट, नियम, आउटपुट

फलन (function) ऐसा नियम है जो हर इनपुट के लिए ठीक एक आउटपुट देता है। इसे f(x) लिखते हैं। f(a) को a का प्रतिबिंब (image) कहते हैं; जो इनपुट कोई दिया हुआ आउटपुट दे, वह पूर्व-प्रतिबिंब (preimage) है। फलन को शब्दों, सारणी, सूत्र या ग्राफ़ से दिखा सकते हैं। ग्राफ़ ऊपर जा सकता है (वर्धमान), नीचे जा सकता है (ह्रासमान), और उसका सबसे ऊँचा (अधिकतम) या सबसे नीचा (न्यूनतम) बिंदु हो सकता है।

🎬 कदम-दर-कदम कहानी

  1. फलन एक मशीन जैसा है। एक संख्या डालो, नियम उस पर काम करता है, और ठीक एक संख्या बाहर आती है।
  2. नियम को नाम देते हैं: f(x) = 2x + 1। f(3) = 7 का मतलब 3 का आउटपुट 7 है। 7 को 3 का प्रतिबिंब कहते हैं।
  3. उल्टा भी चल सकते हैं। कौन-सा इनपुट 9 देगा? 2x + 1 = 9, तो x = 4। 4 को 9 का पूर्व-प्रतिबिंब कहते हैं।
  4. 0, 1, 2, 3, 4, 5 एक-एक करके डालो। हर इनपुट और उसका आउटपुट एक बिंदु बनाते हैं। बिंदु जोड़ो, ग्राफ़ बन गया।
  5. नया नियम h(x) = 6x − x² फेंकी गई गेंद की ऊँचाई है। ग्राफ़ ऊपर जाता है, x = 3 पर सबसे ऊँचा 9 होता है, फिर नीचे आता है।
  6. आपकी बारी: नियम चुनो और x खिसकाओ। मशीन और ग्राफ़ का बिंदु साथ-साथ बदलते देखो।

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

🤔 आम शंकाएँ और उनके जवाब

क्या दो अलग इनपुट का एक ही आउटपुट हो सकता है?

हाँ। h(x) = 6x − x² में h(2) = 8 और h(4) = 8। नियम सिर्फ़ एक इनपुट के दो आउटपुट को मना करता है।

सिर्फ़ y न लिखकर f(x) क्यों लिखते हैं?

f(x) नियम का नाम और इनपुट दोनों बताता है। f(3) से तुरंत पता चलता है कौन-सा इनपुट डाला। y = f(x) भी लिख सकते हो।

पूर्व-प्रतिबिंब कैसे निकालें?

नियम को आउटपुट के बराबर रखकर हल करो। 2x + 1 = 9 से x = 4। 3D में मशीन उल्टी चलकर यही दिखाती है।

ग्राफ़ बिंदुओं (x, f(x)) से क्यों बनता है?

हर इनपुट और उसका आउटपुट एक जोड़ी है। आड़ा इनपुट, खड़ा आउटपुट। हर जोड़ी ग्राफ़ पर एक बिंदु है।

कोई बिंदु अधिकतम कब होता है?

जब ग्राफ़ का कोई दूसरा बिंदु उससे ऊँचा न हो। गेंद के लिए x = 3 पर 9 से ऊँचा कुछ नहीं।

क्या प्रांत हमेशा सभी संख्याएँ होता है?

नहीं, स्थिति पर निर्भर है। समय ऋण नहीं हो सकता; लोग आधे नहीं गिने जाते। आख़िरी चरण में हर नियम की x सीमा अलग है।

फलन क्या है?

कुछ राशियाँ दूसरी राशियों पर निर्भर करती हैं। पेन का दाम इस पर निर्भर है कि कितने पेन ख़रीदे। जो हम चुनते हैं वह चर (variable) यानी इनपुट है। जो मिलता है वह आउटपुट है।

फलन ऐसा नियम है जो हर इनपुट के लिए ठीक एक आउटपुट देता है। अगर एक इनपुट से दो अलग आउटपुट निकल सकें, तो वह फलन नहीं है।

फलन संकेतन, प्रतिबिंब और पूर्व-प्रतिबिंब

फलन को एक अक्षर से नाम देते हैं, अक्सर f। लिखते हैं f(x) = 2x + 1। पढ़ो: “f ऑफ़ x बराबर दो x धन एक”।

ध्यान दो: f(x) का मतलब f गुणा x नहीं है। यह नाम और इनपुट है।

प्रांत और परिसर

प्रांत (domain) वे इनपुट हैं जो डाल सकते हैं। परिसर (range) वे आउटपुट हैं जो सच में मिलते हैं। बिके टिकटों की संख्या के लिए प्रांत सिर्फ़ पूर्ण संख्याएँ हैं — 2.5 टिकट नहीं बिकते।

फलन दिखाने के चार तरीके

एक ही फलन चार तरह से दिखा सकते हैं। इनके बीच बदलना सीखो।

ऊर्ध्वाधर रेखा परीक्षण (vertical line test): ग्राफ़ पर कोई खड़ी रेखा खींचो। अगर वह ग्राफ़ को कहीं दो बार काटे, तो एक इनपुट के दो आउटपुट हैं — फलन नहीं।

दो फलनों की तुलना सारणी या ग्राफ़ से करो: कौन तेज़ बढ़ता है? कहाँ दोनों बराबर हैं?

ग्राफ़ पढ़ना: बढ़ना, घटना, अधिकतम, न्यूनतम

ग्राफ़ को बाएँ से दाएँ पढ़ो, वाक्य की तरह।

h(x) = 6x − x² (0 ≤ x ≤ 6) के लिए: 0 से 3 तक बढ़ता है, x = 3 पर अधिकतम 9, फिर 3 से 6 तक घटता है। विचरण सारणी (variation table) इसे तीरों से लिखती है: ↗ 9 तक, फिर ↘।

चिह्न सारणी (sign table) बताती है f(x) कहाँ धनात्मक (+), शून्य (0) या ऋणात्मक (−) है। f(x) = x − 2 के लिए: x < 2 पर ऋण, x = 2 पर शून्य, x > 2 पर धन।

असली ज़िंदगी के मॉडल के रूप में फलन

मॉडल ऐसा फलन है जो किसी असली चीज़ को बताता है। फ़ोन प्लान ₹99 और हर GB के ₹2: C(g) = 99 + 2g।

परिवर्तन की दर (rate of change) बताती है कि इनपुट की एक इकाई पर आउटपुट कितना बदलता है। g = 1 से g = 5 तक C, 101 से 109 होता है: दर = 8 ÷ 4 = ₹2 प्रति GB।

इष्टतमीकरण (optimisation) यानी सबसे अच्छा मान ढूँढना — अक्सर अधिकतम या न्यूनतम। गेंद की ऊँचाई h(t) = 6t − t² हो, तो t = 3 s पर गेंद सबसे ऊपर होती है।

करके देखो

10, फिर 20, फिर 30 कदम चलो और फ़ोन से समय नापो। कदम → सेकंड की सारणी बनाओ। क्या यह फलन है? ग्राफ़ बनाओ। फिर 3D के आख़िरी चरण में हर नियम आज़माओ।

मुख्य सूत्र और परिभाषाएँ

हल किए गए उदाहरण

1. f(x) = 2x + 1। f(5) निकालो।

x की जगह 5 रखो: f(5) = 2 × 5 + 1 = 10 + 1 = 11।

2. g(x) = x² − 3। g(−2) निकालो।

g(−2) = (−2)² − 3 = 4 − 3 = 1। याद रखो (−2)² = +4।

3. f(x) = 3x − 4। 11 का पूर्व-प्रतिबिंब निकालो।

3x − 4 = 11 हल करो। 4 जोड़ो: 3x = 15। 3 से भाग दो: x = 5। तो 5, 11 का पूर्व-प्रतिबिंब है।

4. f(x) = 10 − x के लिए x = 0, 2, 4, 6 की सारणी बनाओ और बताओ फलन बढ़ता है या घटता है।

f(0) = 10, f(2) = 8, f(4) = 6, f(6) = 4। x बढ़ने पर f(x) घटता है, तो f ह्रासमान है।

5. टैक्सी ₹50 और हर किमी के ₹12 लेती है। फलन लिखो और 8 किमी का किराया निकालो।

F(d) = 50 + 12d। F(8) = 50 + 96 = ₹146।

6. गेंद की ऊँचाई t सेकंड बाद h(t) = 6t − t² मीटर है। अधिकतम ऊँचाई और उसका समय निकालो।

सारणी: h(0)=0, h(1)=5, h(2)=8, h(3)=9, h(4)=8, h(5)=5, h(6)=0। t = 3 s पर 9 m तक पहुँचकर गिरती है। अधिकतम ऊँचाई 9 m, t = 3 s पर।

आम गलतियाँ

अभ्यास क्विज़

1. फलन हर इनपुट के लिए देता है:
2. f(x) = 4x − 1 हो तो f(2) =
3. f(4) = 9। यहाँ 4 कहलाता है:
4. बाएँ से दाएँ नीचे जाता ग्राफ़ कैसा फलन दिखाता है?
5. कौन-सा परीक्षण बताता है कि ग्राफ़ फलन है या नहीं?

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 आसान शब्दों में क्या है?

ऐसा नियम जो हर इनपुट को ठीक एक आउटपुट में बदले, मशीन की तरह। जैसे f(x) = 2x + 1, 3 को 7 बनाता है।

संबंध (relation) और फलन में क्या अंतर है?

संबंध इनपुट को आउटपुट से किसी भी तरह जोड़ता है। फलन ख़ास संबंध है जिसमें हर इनपुट का ठीक एक आउटपुट हो।

प्रतिबिंब और पूर्व-प्रतिबिंब क्या हैं?

अगर f(a) = b, तो b, a का प्रतिबिंब है और a, b का पूर्व-प्रतिबिंब।

यह कहाँ पढ़ाया जाता है

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