كودومين

دالة f من X إلى Y. الشكل البيضاوي الأزرق Y هو المجال المقابل لـ f . الشكل البيضاوي الأصفر داخل Y هو صورة f ، والشكل البيضاوي الأحمر X هو مجال f .

في الرياضيات ، يُعرف المجال المقابل أو مجموعة الوجهة للدالة بأنه المجموعة التي تقع ضمنها جميع مخرجات الدالة. وهي المجموعة Y في الترميز f : XY. يُستخدم مصطلح المدى أحيانًا بشكل ملتبس للإشارة إما إلى المجال المقابل أو إلى صورة الدالة. 

المجال المقابل هو جزء من الدالة f إذا عُرّفت f على أنها ثلاثية ( X , Y , G ) ، حيث يُسمى X مجال f ، و Y مجالها المقابل ، و G رسمها البياني . [ 1 ] تُسمى مجموعة جميع العناصر التي تأخذ الشكل f ( x ) ، حيث x يقع على عناصر المجال X ، صورة f . صورة الدالة هي مجموعة جزئية من مجالها المقابل، لذا قد لا تتطابق معه. بمعنى آخر، الدالة غير الشاملة لها عناصر y في مجالها المقابل لا يوجد لها حل للمعادلة f ( x ) = y .

لا يُعدّ المجال المقابل جزءًا من الدالة f إذا عُرّفت f على أنها مجرد رسم بياني. [ 2 ] [ 3 ] على سبيل المثال، في نظرية المجموعات، يُفضّل أن يكون مجال الدالة فئةً حقيقيةً X ، وفي هذه الحالة لا يوجد رسميًا ما يُسمى بالثلاثية ( X , Y , G ) . مع هذا التعريف، لا تمتلك الدوال مجالًا مقابلًا، على الرغم من أن بعض المؤلفين ما زالوا يستخدمونه بشكل غير رسمي بعد تقديم دالة على الصورة f : XY. [ 4 ]

أمثلة

لوظيفة

و:RR{\displaystyle f\colon \mathbb {R} \rightarrow \mathbb {R} }

محدد بواسطة

و:xx2،{\displaystyle f\colon \,x\mapsto x^{2},}أو ما يعادل ذلكو(x) = x2،{\displaystyle f(x)\ =\ x^{2},}

المجال المقابل للدالة f هوR{\displaystyle \textstyle \mathbb {R} }لكن f لا تُقابل أي عدد سالب. وبالتالي فإن صورة f هي المجموعةR0+{\displaystyle \textstyle \mathbb {R} _{0}^{+}}أي الفترة [ 0، ∞) .

يتم تعريف الدالة البديلة g على النحو التالي:

ز:RR0+{\displaystyle g\colon \mathbb {R} \rightarrow \mathbb {R} _{0}^{+}}
ز:xx2.{\displaystyle g\colon \,x\mapsto x^{2}.}

على الرغم من أن الدالتين f و g تربطان قيمة x معينة بنفس العدد، إلا أنهما ليستا، من هذا المنظور، نفس الدالة لأن لهما نطاقين مختلفين. ويمكن تعريف دالة ثالثة h لتوضيح السبب.

ح:xx.{\displaystyle h\colon \,x\mapsto {\sqrt {x}}.}

لا يمكن أن يكون مجال hR{\displaystyle \textstyle \mathbb {R} }لكن يمكن تعريفها على أنهاR0+{\displaystyle \textstyle \mathbb {R} _{0}^{+}}:

ح:R0+R.{\displaystyle h\colon \mathbb {R} _{0}^{+}\rightarrow \mathbb {R} .}

يُشار إلى هذه المؤلفات بـ

حو،{\displaystyle h\circ f,}
حز.{\displaystyle h\circ g.}

بالتدقيق، نجد أن hf غير مفيد. صحيح، ما لم يُعرّف خلاف ذلك، أن صورة f غير معروفة؛ المعروف فقط أنها مجموعة جزئية منR{\displaystyle \textstyle \mathbb {R} }لهذا السبب، من الممكن أن تتلقى الدالة h ، عند تركيبها مع f ، وسيطًا لا يتم تعريف مخرجاته - فالأعداد السالبة ليست عناصر من مجال الدالة h ، وهي دالة الجذر التربيعي .

لذلك فإن تركيب الدوال هو مفهوم مفيد فقط عندما يكون المجال المقابل للدالة على الجانب الأيمن من التركيب (وليس صورتها ، التي هي نتيجة للدالة ويمكن أن تكون غير معروفة على مستوى التركيب) مجموعة فرعية من مجال الدالة على الجانب الأيسر.

يؤثر المجال المقابل على ما إذا كانت الدالة شاملة ، حيث تكون الدالة شاملة إذا وفقط إذا كان مجالها المقابل يساوي صورتها. في المثال، الدالة g شاملة بينما الدالة f ليست كذلك. لا يؤثر المجال المقابل على ما إذا كانت الدالة أحادية .

مثال آخر على الفرق بين المجال المقابل والصورة يتضح من خلال التحويلات الخطية بين فضاءين متجهيين - على وجه الخصوص، جميع التحويلات الخطية منR2{\displaystyle \textstyle \mathbb {R} ^{2}}إلى نفسها، والتي يمكن تمثيلها بمصفوفات 2 ×2 ذات معاملات حقيقية. تمثل كل مصفوفة تطبيقًا مع المجالR2{\displaystyle \textstyle \mathbb {R} ^{2}}والمجال المشتركR2{\displaystyle \textstyle \mathbb {R} ^{2}}ومع ذلك، فإن الصورة غير مؤكدة. قد تكون صورة بعض التحويلات مساوية للمجال المقابل بأكمله (في هذه الحالة، المصفوفات ذات الرتبة 2 )، لكن العديد منها لا يكون كذلك، بل يُسقط على فضاء فرعي أصغر (المصفوفات ذات الرتبة 1 أو 0 ). خذ على سبيل المثال المصفوفة T المعطاة بـ

تي=(1010){\displaystyle T={\begin{pmatrix}1&0\\1&0\end{pmatrix}}}

وهو ما يمثل تحويلاً خطياً ينقل النقطة ( x , y ) إلى ( x , x ) . النقطة (2, 3) ليست في صورة T ، ولكنها لا تزال في المجال المقابل لأن التحويلات الخطية منR2{\displaystyle \textstyle \mathbb {R} ^{2}}لR2{\displaystyle \textstyle \mathbb {R} ^{2}}ذات صلة واضحة. وكما هو الحال مع جميع المصفوفات من الرتبة 2×2 ، يُمثل T عنصرًا من تلك المجموعة. غالبًا ما يكون فحص الاختلافات بين الصورة والمجال المقابل مفيدًا لاكتشاف خصائص الدالة قيد الدراسة. على سبيل المثال، يمكن استنتاج أن T ليس لها رتبة كاملة لأن صورتها أصغر من المجال المقابل بأكمله.

انظر أيضاً

ملحوظات

مراجع