Найти в Дзене
Работа, учёба и отдых

Возможности WolframAlpha для функций

В лекции [https://zen.yandex.ru/media/id/603a418d1684900aa2499416/funkcii-623c2a6345b2554bbdf444b0] сформулировано понятие функции как частного случая бинарного отношения, у которого для каждого элемента из первого множества декартового произведения, на котором задано бинарное отношение, существует единственный элемент из второго множества декартового произведения, на котором задано бинарное отношение. Также в указанной лекции представлены свойства функций, такие как инъекция, сюръекция и биекция.

В текущей лекции рассмотрим, как использовать вопросно-ответную систему Wolfram|Alpha для определения свойств функций.

Для того, чтобы определить, является ли заданная функция инъективной, необходимо зайти на главную форму Wolfram|Alpha по ссылке: https://www.wolframalpha.com/ и в командную строку внести команду с указанием формулы, задающей функцию, например:

is y=x^3+x a one-to-one function?

Инъективна ли функция икс в 3 степени плюс икс?
Инъективна ли функция икс в 3 степени плюс икс?

Можно увидеть график этой функции, а также будут указаны другие свойства функции, см. рис. ниже.

Сюръективна и биективна ли функция икс в 3 степени плюс икс?
Сюръективна и биективна ли функция икс в 3 степени плюс икс?

Приведём ещё несколько примеров.

Например, введём в командную сроку команду: Is f(x) = x e^(-x^2) injective?

Получим, что заданная функция не является инъективной, сюръективной и биективной.

Инъективна ли функция?
Инъективна ли функция?
Обладает ли свойствами сюръекции и биекции?
Обладает ли свойствами сюръекции и биекции?

Можно задать некоторое множество значений, на котором проверяется, обладает ли функция именно на этом множестве свойствами.

Внесем команду:

is x^2 injective on x>0

Получим результат:

Функция икс в квадрате при икс > 0 является инъективной (на всей вещественной прямой - нет)
Функция икс в квадрате при икс > 0 является инъективной (на всей вещественной прямой - нет)
Сюръекции - нет, биекции - нет
Сюръекции - нет, биекции - нет

Рассмотрим примеры других функций, например введём команду: is g(x) = x^2 sin(x) an onto function.

Получим и график этой сложной функции, и выводы относительно наличия (отсутствия) у неё соответствующих свойств.

Заданная функция сюръективна
Заданная функция сюръективна
Заданная функция не инъективна, следовательно, не биективна
Заданная функция не инъективна, следовательно, не биективна

Введём команду: is tan(x) a bijection on (-pi/2,pi/2).

Получим следующие результаты.

Заданная функция биективна на заданном множестве значений
Заданная функция биективна на заданном множестве значений
График заданной функции
График заданной функции

Рассмотрим ещё пример функции: Is f(x)=(x^3 + x)/(x-2) for x<2 surjective?

Функция обладает свойством сюръективности
Функция обладает свойством сюръективности
Функция обладает свойствами инъективности и биективности
Функция обладает свойствами инъективности и биективности

В качестве упражнения предлагается задать сложную функцию, изобразить её график в вопросно-ответной системе Wolfram|Alpha, а также определить наличие (отсутствие) у неё соответствующих свойств (инъекция, сюръекция, биекция).