Acknowledgement and Disclaimer
$\quad$ $\quad$ **Acknowledgements and Disclaimer !!** • The images/contents are used for teaching purpose. The copyright remains with the original creator. If you suspect a violation, bring it to my notice and we will remove that part...
$\quad$ $\qquad$ **अभिस्वीकृति और अस्वीकरण !!** - चित्रों/सामग्री का उपयोग शिक्षण उद्देश्य के लिए किया जाता है। कॉपीराइट मूल निर्माता के पास रहता है। यदि आपको किसी उल्लंघन का संदेह है, तो इसे हमारे ध्यान में लाएं और हम उस हिस्से को हटा देंगे...
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Relations and Functions:
Functions
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Relations and Functions
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Outline
- Function - Real valued function - Identity function - Constant function - Polynomial function - Rational functions
- The Modulus function and Signum function - Greatest integer function - Types of functions - One-one function - Onto function - Bijective function
- फलन - तत्समक फलन - अचर फलन - बहुपद फलन या बहुपदीय फलन - परिमेय फलन - मापांक फलन
- चिह्न फलन - महत्तम पूर्णांक फलन - फलन के प्रकार - एक-एक फलन - आच्छाद फलन - द्विअभिज्ञ फलन
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Relations and Functions
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Function
A relation f from a set A to a set B is said to be a function if every element of set A has one and only one image in set B. In other words, a function f is a relation from a non-empty set A to a non-empty set B such that the domain of f is A and no two distinct ordered pairs in f have the same first element.
एक समुच्चय A से समुच्चय B का संबंध, f एक फलन कहलाता है, यदि समुच्चय A के प्रत्येक अवयव का समुच्चय B में, एक और केवल एक प्रतिबिंब होता है। दूसरे शब्दों में, फलन, किसी अरिक्त समुच्चय A से एक अरिक्त समुच्चय B का है, इस प्रकार का संबंध कि f का प्रांत A है तथा f के किसी भी दो भिन्न क्रमित युग्मों के प्रथम घटक समान नहीं हैं।
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Relations and Functions
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Function
If f is a function from A to B and (a, b) ∈ f, then f (a) = b, where b is called the **image** of a under f and a is called the **preimage** of b under f. The function f from A to B is denoted by f: A $\rightarrow$ B.
यदि f, A से B का एक फलन है तथा (a, b) ∈ f, तो f (a) = b, जहाँ b को f के अंतर्गत a का प्रतिबम्ब तथा a को b का 'पूर्व प्रतिबिंब' कहते हैं। A से B के फलन ƒ को प्रतीकात्मक रूप में f: A $\rightarrow$B से निरूपित करते हैं।
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Relations and Functions
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Example
Let N be the set of natural numbers and the relation R be defined on N such that R = {(x, y) : y = 2x, x, y ∈ N}. What is the domain, codomain and range of R? Is this relation a function?
मान लीजिए कि N प्राकृत संख्याओं का समुच्चय हे और N पर परिभाषित एक संबंध R इस प्रकार है कि R = {(x, y): y = 2x, x, y ∈ N}. R के प्रांत, सहप्रांत तथा परिसर क्या हैं? क्या यह संबंध, एक फलन है?
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Relations and Functions
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Example
**Solution:** The domain of R is the set of natural numbers N. The codomain is also N. The range is the set of even natural numbers. Since every natural number n has one and only one image, this relation is a function
**हल** R का प्रांत, प्राकृत संख्याओं का समुच्चय N है। इसका सहप्रांत भी N है। इसका परिसर सम प्राकृत संख्याओं का समुच्चय है। क्योंकि प्रत्येक प्राकृत संख्या n का एक और केवल एक ही प्रतिबिंब है, इसलिए यह संबंध एक फलन है।
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Relations and Functions
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Example
Examine each of the following relations given below and state in each case, giving reasons whether it is a function or not? (i) R = {(2,1),(3,1), (4,2)}, (ii) R = {(2,2),(2,4),(3,3), (4,4)} (iii) R = {(1,2),(2,3),(3,4), (4,5), (5,6), (6,7)}
नीचे दिए संबंधों में से प्रत्येक का निरीक्षण कीजिए और प्रत्येक दशा में कारण सहित बतलाइए कि क्या यह फलन है अथवा नहीं? (i) R = {(2,1),(3,1), (4,2)}, (ii) R = {(2,2),(2,4),(3,3), (4,4)} (iii) R={(1,2),(2,3),(3,4), (4,5), (5,6), (6,7)}
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Relations and Functions
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Example
**Solution** (i) Since 2, 3, 4 are the elements of domain of R having their unique images, this relation R is a function. (ii) Since the same first element 2 corresponds to two different images 2 and 4, this relation is not a function. (iii) Since every element has one and only one image, this relation is a function.
**हल** (i) क्योंकि R के प्रांत के प्रत्येक अवयव 2, 3, 4 के प्रतिबिंब अद्वितीय हैं, इसलिए यह संबंध एक फलन है। (ii) क्यांकि एक ही प्रथम अवयव 2, दो भिन्न-भिन्न प्रतिबिंबों 2 और 4 से संबंधित है, इसलिए यह संबंध एक फलन नहीं हैं। (iii) क्योंकि प्रत्येक अवयव का एक और केवल एक प्रतिबिंब है, इसलिए यह संबंध एक फलन है।
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Relations and Functions
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Real valued function
A function which has either R or one of its subsets as its range is called a real valued function. Further, if its domain is also either R or a subset of R, it is called a real function.
एक ऐसे फलन को जिसका परिसर वास्तविक संख्याओं का समुच्चय या उसका कोई उपसमुच्चय हो, वास्तविक मान फलन कहते हैं। यदि वास्तविक चर वाले किसी वास्तविक मान फलन का प्रांत भी वास्तविक संख्याओं का समुच्चय अथवा उसका कोई उपसमुच्चय हो तो वास्तविक फलन भी कहते हैं।
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Relations and Functions
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Identity function
**Identity function:** Let R be the set of real numbers. Define the real valued function f : R → R by y = f(x) = x for each x ∈ R. Such a function is called the identity function.
**तत्समक फलन (Identity function)** मान लीजिए R वास्तविक संख्याओं का समुच्चय है। y = f(x) = x, प्रत्येक x ∈ R द्वारा परिभाषित वास्तविक मान फलन f: R → R है। इस प्रकार के फलन को तत्समक फलन कहते हैं।
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Relations and Functions
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Constant function
**Constant function** Define the function f: R → R by y = f (x) = c, x ∈ R where c is a constant and each x ∈ R.
**अचर फलन (Constant function)** y= f(x) = c जहाँ c एक अचर है और प्रत्येक x∈ R द्वारा परिभाषित एक वास्तविक मान फलन f: R→R है।
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Relations and Functions
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Polynomial function
**Polynomial function** A function f : R → R is said to be polynomial function if for each x in R, $y = f (x) = a_ 0 + a_ 1 x + a_ 2 x ^2 + ...+ a_n x^ n$ , where n is a non-negative integer and $a_ 0 , a_ 1, a_ 2,...,a_n ∈ R $.
**बहुपद फलन या बहुपदीय फलन (Polynomial function)** फलन f: R→ R, एक बहुपदीय फलन कहलाता है, यदि R के प्रत्येक x के लिए, $y = f (x) = a_ 0 + a_ 1 x + a_ 2 x ^2 + ...+ a_ n x^ n$ ,, जहाँ n एक ऋणेतर पूर्णांक है तथा $a_ 0 , a_ 1, a_ 2,...,a_n ∈ R $.
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Relations and Functions
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Rational functions
**Rational functions** Functions of the type $ ~ \frac{f(x)}{g(x)} ~ $, where f(x) and g(x) are polynomial functions of x defined in a domain, where g(x) ≠ 0
**परिमेय फलन (Rational functions)** $ ~ \frac{f(x)}{g(x)} ~ $ के प्रकार के फलन जहाँ f(x) तथा g(x) एक प्रांत में, x के परिभाषित बहुपदीय फलन हैं, जिसमें g(x) ≠ 0 परिमेय फलन कहलाते हैं।
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Relations and Functions
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Modulus function and Signum function
**The Modulus function** The function f: R→R defined by f(x) = |x| for each x ∈R is called modulus function. $f(x) = \left\\{\begin{matrix} 0, & x = 0 \\\\ x, & x > 0 \\\\ -x, & x < 0 \end{matrix}\right.$
**मापांक फलन (Modulus functions)** f(x) = |x| प्रत्येक x ∈ R द्वारा परिभाषित फलन f: R→R, मापांक फलन कहलाता है। x के प्रत्येक ऋणेत्तर मान के लिए f(x), x के बराबर होता है। परंतु x के ऋण मानों के लिए, f(x) का मान X, के मान के ऋण के बराबर होता है, $f(x) = \left\\{\begin{matrix} 0, & x = 0 \\\\ x, & x > 0 \\\\ -x, & x < 0 \end{matrix}\right.$
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Relations and Functions
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Modulus function and Signum function
**Signum function** The function f:R→R defined by $f(x) = \left\\{\begin{matrix} 0, & x = 0 \\\\ 1, & x > 0 \\\\ -1, & x < 0 \end{matrix}\right.$
**चिह्न फलन (Signum functions)** फलन f: R → R, जो निम्न प्रकार से परिभाषित है $f(x) = \left\\{\begin{matrix} 0, & x = 0 \\\\ 1, & x > 0 \\\\ -1, & x < 0 \end{matrix}\right.$
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Relations and Functions
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Greatest integer function
**Greatest integer function** The function f: R → R defined by f(x) = [x], x ∈R assumes the value of the greatest integer, less than or equal to x. Such a function is called the greatest integer function.
**महत्तम पूर्णांक फलन** f(x) = [x], x ∈R द्वारा परिभाषित फलन f.R→ R, x से कम या x के बराबर महत्तम पूर्णांक का मान ग्रहण (धारण) करता है ऐसा फलन महत्तम पूर्णांक फलन कहलाता है।
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Relations and Functions
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Types of functions
- one one function - onto function - bijective function
- एक-एक फलन - आच्छाद फलन - द्विअभिज्ञ फलन
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Relations and Functions
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One-one function
A function f : X → Y is defined to be one-one (or **injective**), if the images of distinct elements of X under f are distinct, i.e., For every x₁, x₂ ∈X, f(x₁) = f(x₂) implies x₁ = x₂. Otherwise, f is called **many-one**.
एक फलन f: X → Y एकैकी (one-one) अथवा एकैक (injective) फलन कहलाता है, यदि f के अंतर्गत X के भिन्न अवयवों के प्रतिबिंब भी भिन्न होते हैं, अर्थात् प्रत्येक x₁, x₂ ∈ X, के लिए f(x₁) = f(x₂) का तात्पर्य है कि x₁ = x₂, अन्यथा f एक बहुएक (many-one) फलन कहलाता है।
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Relations and Functions
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Onto function
A function f : X → Y is said to be onto (or **surjective**), if every element of Y is the image of some element of X under f, i.e., For every y ∈ Y, there exists an element x in X such that f(x) = y.
फलन f: X → Y आच्छादक (onto) अथवा आच्छादी (surjective) कहलाता है, यदि f के अंतर्गत Y का प्रत्येक अवयव, X के किसी न किसी अवयव का प्रतिबिंब होता है, अर्थात् प्रत्येक y in Y, के लिए, X में एक ऐसे अवयव x का अस्तित्व है कि f(x) = y.
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Relations and Functions
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Example
Show that the function f : N → N, given by f(x) = 2x, is one-one but not onto.
सिद्ध कीजिए कि f(x) = 2x द्वारा प्रदत्त फलन f: N → N, एकैकी है किंतु आच्छादक नहीं है।
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Relations and Functions
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Example
Prove that the function f : R → R, given by f(x) = 2x, is one-one and onto.
सिद्ध कीजिए कि f(x) = 2x द्वारा प्रदत्त फलन f: R → R, एकैकी तथा आच्छादक है।
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Relations and Functions
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Example
Show that the function f : N→ N, given by f (1) = f(2) = 1 and f(x) = x – 1, for every x > 2, is onto but not one-one.
सिद्ध किजिए कि f(1)=f(2) = 1 तथा x > 2 के लिए f(x) = x-1 द्वारा प्रदत्त फलन f: N → N, आच्छादक तो है किंतु एकैकी नहीं है।
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Relations and Functions
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Example
Show that the function f : R → R,defined as f(x) = $x^2$, is neither one-one nor onto.
सिद्ध कीजिए कि f(x) = x² द्वारा परिभाषित फलन f: R → R, न तो एकैकी है और न आच्छादक है।
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Relations and Functions
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Example
Show that an onto function f : {1, 2, 3} → {1, 2, 3} is always one-one.
सिद्ध कीजिए कि आच्छादक फलन f: {1, 2, 3} → {1, 2, 3} सदैव एकैकी फलन होता है
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Relations and Functions
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Example
Show that a one-one function f : {1, 2, 3} → {1, 2, 3} must be onto.
सिद्ध कीजिए कि एक एकैकी फलन f: {1, 2, 3} → {1, 2, 3} अनिवार्य रूप से आच्छादक भी है।
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Relations and Functions
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Remark
The results mentioned in Examples are also true for an arbitrary finite set X, i.e., a one-one function f : X → X is necessarily onto and an onto map f : X → X is necessarily one-one, for every finite set X. In contrast to this, for an infinite set, this may not be true. In fact, this is a characteristic difference between a finite and an infinite set.
उदाहरण में प्राप्त परिणाम किसी भी स्वेच्छ परिमित (finite) समुच्चय X, के लिए सत्य है, अर्थात् एक एकैकी फलन f: X → X अनिवार्यतः आच्छादक होता है तथा प्रत्येक परिमित समुच्चय X के लिए एक आच्छादक फलन f: X → X अनिवार्यतः एकैकी होता है। इसके किसी अपरिमित (Infinite) समुच्चय के लिए यह सही नहीं भी हो सकता है। वास्तव में यह परिमित तथा अपरिमित समुच्चयों के बीच एक अभिलक्षणिक (characteristic) अंतर है।
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Relations and Functions
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Bijective functions
A function f : X → Y is said to be bijective, if f is both one-one and onto.
एक फलन f: X → Y एक एकैकी तथा आच्छादक (one-one and onto) अथवा एकैकी आच्छादी (bijective) फलन कहलाता है, यदि f एकैकी तथा आच्छादक दोनों ही होता है।
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Relations and Functions
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Important Formulas
- Number of possible functions If a set A has m elements and set B has n elements, then the number of functions possible from A to B is
$n^m$
. For example, if set A has 2 elements and set B has 2 elements, then there are $2^2 = 4$ possible functions from A to B. - Number of Injective Functions (One to One) If set A has m elements and set B has n elements, n≥m, then the number of injective functions or one to one function is given by
$\frac{n!}{(n-m)!}$
.
- संभावित फलन की संख्या यदि सेट A में m तत्व हैं और सेट B में n तत्व हैं, तो A से B तक संभावित फलन की संख्या $n^m$ है। उदाहरण के लिए, यदि सेट ए में 2 तत्व हैं और सेट बी में 2 तत्व हैं, तो ए से बी तक $2^2 = 4$ संभावित फ़ंक्शन हैं। - इंजेक्शन फलन की संख्या (एक से एक) यदि सेट A में m तत्व हैं और सेट B में n तत्व, n≥m हैं, तो इंजेक्टिव फ़ंक्शंस या एक से एक फ़ंक्शन की संख्या $\frac{n!}{(n-m)!}$ द्वारा दी जाती है।
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Important Formulas
- Number of Surjective Functions (Onto Functions) If $A$ and $B$ are two sets having $m$ and $n$ elements such that $1 \leq n \leq m$ Then, no. of surjection
$=\sum_ {r=1}^{\mathrm{n}}(-1)^{\mathrm{n}-\mathrm{r} n} \mathrm{C}_{\mathrm{r}} \mathrm{r}^{\mathrm{m}}$
- Number of Bijective functions If there is a bijection between two sets, A and B, then both sets will have the same number of elements. If n(A) = n(B) = m, then the number of bijective functions =
m!
.
- विशेषण फलन की संख्या (फलन पर) यदि $A$ और $B$ दो सेट हैं जिनमें $m$ और $n$ तत्व इस प्रकार हैं कि $1 \leq n \leq m$ तो, आच्छाद फलनों की संख्या$ =\sum_{r=1}^{\mathrm{n}}(-1)^{\mathrm{n}-\mathrm{r}n} \mathrm{C}_{\mathrm{r} } \mathrm{r}^{\mathrm{m}}$ - विशेषण फलन की संख्या यदि दो सेटों, ए और बी के बीच कोई आपत्ति है, तो दोनों सेटों में की संख्या समान होगी। यदि n(A) = n(B) = m, तो विशेषण फलनों की संख्या = m!
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Relations and Functions
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DPP's
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Relations and Functions
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Questions
**Questions** Q1. Let $f: \R \rightarrow \R$ be a function defined by $f(x)=ax+b; a,b \in \R$, then $f$ is: (A) one $-$ one but not onto (B) on to but not one $-$ one (C) on to as well as one $-$ one (D) neither on to nor one $-$ one
**प्रश्न** Q1. मान लीजिए $f: \R \rightarrow \R$ $f(x)=ax+b$ द्वारा परिभाषित एक फ़ंक्शन है; $a,b \in \R$, तो $f$ है: (A) एक-एक (one-one) लेकिन आच्छादित (onto) नहीं (B) आच्छादित (onto) लेकिन एक-एक (one-one) नहीं (C) आच्छादित (onto) और साथ ही एक-एक (one-one) (D) न तो आच्छादित (onto) और न ही एक-एक (one-one)
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Relations and Functions
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Questions
**Questions** Q2. The function $f: \R \rightarrow \R$ defined by $f(x)=4+3 \cos x$ is (A) bijective (B) one $-$ one but not onto (C) onto but not one $-$ one (D) neither one $-$ one nor onto
**प्रश्न** Q2. फ़ंक्शन $f: \R \rightarrow \R$ को $f(x)=4+3 \cos x$ द्वारा परिभाषित किया गया है (A) द्विआदिशात्मक (bijective) (B) एक-एक (one-one) लेकिन आच्छादित (onto) नहीं (C) आच्छादित (onto) लेकिन एक-एक (one-one) नहीं (D) न तो आच्छादित (onto) और न ही एक-एक (one-one)
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Relations and Functions
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Questions
**Questions** Q3. If a function $f:[2, \infty) \rightarrow B$ defined by $f(x)=x^2-4 x+5$ is a bijection, then $\mathrm{B}$ is: (A) $\R$ (B) $[1, \infty)$ (C) $[4, \infty)$ (D) $[5, \infty)$
**प्रश्न** Q3. यदि $f(x)=x^2-4 x+5$ द्वारा परिभाषित एक फ़ंक्शन $f:[2, \infty) \rightarrow B$ एक आक्षेप है, तो $\mathrm{B}$ है: (ए) $\R$ (बी) $[1, \infty)$ (सी) $[4, \infty)$ (डी) $[5, \infty)$
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Relations and Functions
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Questions
**Questions** Q4. If $A = \R-\\{3\\}$ and $B = \R-\\{1\\}$. Consider the function $f: A \rightarrow B$ defined by $f(x) = \frac{x-2}{x-3}$ for all $x∈A$. Then which of the following is/are correct? (A) $f$ is one $-$ one function. (B) $f$ on to function. (C) $f$ is bijective function. (D) All of the above
**प्रश्न** Q4. यदि $A = \R-\\{3\\}$ और $B = \R-\\{1\\}$. सभी $x∈A$ के लिए $f(x) = \frac{x-2}{x-3}$ द्वारा परिभाषित फ़ंक्शन $f: A \rightarrow B$ पर विचार करें। तो निम्नलिखित में से कौन सा/से सही है/हैं? (A) f एक-एक (one-one) फलन है। (B) f आच्छादित (onto) फलन है। (C) f द्विआदिशात्मक (bijective) फलन है। (D) उपरोक्त सभी (All of the above)
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Relations and Functions
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Questions
**Questions** Q5. If $f : \R \rightarrow S$, define by $f(x) = \sin x – \sqrt{3} \cos x + 1$, is onto, then the interval of $S$ is (A) $[0,1]$ (B) $[-1, 1]$ (C) $[0,3]$ (D) $[-1,3]$
**प्रश्न** Q5. यदि $f : \R \rightarrow S$, $f(x) = \sin x – \sqrt{3} \cos x + 1$ द्वारा परिभाषित, चालू है, तो $S$ का अंतराल है (ए) $[0,1]$ (बी) $[-1,1]$ (सी) $[0,3]$ (डी) $[-1,3]$
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Relations and Functions
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Questions
**Questions** Give an example of a function (i) Which is one-one but not onto. (ii) Which is neither one-one nor onto.
**प्रश्न** किसी फ़ंक्शन का उदाहरण दीजिए (i) जो एक-एक है लेकिन आच्छादक नहीं है। (ii) जो न तो एक-एक है और न ही आच्छादक है।
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Relations and Functions
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Questions
**Questions** Q7. Show that the function $f: \R \rightarrow \R : f(x) = x^5$ is one $-$ one and onto.
**प्रश्न** Q7. दिखाएँ कि फ़ंक्शन $f: \R \rightarrow \R : f(x) = x^5$ एक $-$ एक और आच्छादक है।
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Relations and Functions
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Questions
**Questions** Q8. If $f=\\{(1,2),(2,4),(3,1),(4, k)\\}$ is a one-one function from set $A$ to $A$, where $A=\\{1,2,3,4\\}$, then find the value of $k$.
**प्रश्न** Q8. यदि $f=\\{(1,2),(2,4),(3,1),(4, k)\\}$ सेट $A$ से $A$ तक एक-एक फ़ंक्शन है, जहां $A=\\{1,2,3,4\\}$, तो $k$ का मान ज्ञात करें।
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Relations and Functions
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Questions
**Questions** Q9. If $A=\\{1,2,3\\}$, $B = \\{4, 5, 6, 7\\}$ and $f = \\{(1, 4), (2, 5), (3, 6)\\}$ is a function from $A$ to $B$. State whether $f$ is one-one or not.
**प्रश्न** Q9. यदि $A=\\{1,2,3\\}$, $B = \\{4, 5, 6, 7\\}$ और $f = \\{(1, 4), (2, 5), (3, 6)\\}$ $A$ से $B$ तक का एक फ़ंक्शन है। बताएं कि $f$ एक-एक है या नहीं।
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Relations and Functions
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Questions
**Questions** Q10. Are the following set of ordered pair of a function? If so, examine whether the mapping is injective or surjective: **$\\{(x, y): x$ is a person, $y$ is the mother of $x\\}$**
**प्रश्न** Q10. क्या किसी फ़ंक्शन के क्रमित युग्म का निम्नलिखित सेट है? यदि हां, तो जांच करें कि मैपिंग इंजेक्टिव है या विशेषण: **$\\{ (x, y): x$ एक व्यक्ति है, $y$, $x की ~ माँ ~ है \\}$**
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Relations and Functions
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Questions
**Questions**
**प्रश्न**
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