Question

Difficulty: HardFonksiyon Çeşitleri (Birebir, Örten, Sabit, Birim)

A={1,2,3,4}A = \{1, 2, 3, 4\} kümesi üzerinde tanımlı bir f:AAf: A \rightarrow A fonksiyonu veriliyor.

Her xAx \in A için,
(ff)(x)=2(f \circ f)(x) = 2

eşitliği sağlandığına göre, bu koşula uyan kaç farklı ff fonksiyonu tanımlanabilir?
  1. A
    8
  2. B
    9
  3. 10Answer
  4. D
    12
  5. E
    16

Answer

10
Verilen (ff)(x)=2(f \circ f)(x) = 2 koşulu, fonksiyonun görüntü kümesindeki elemanların tekrar fonksiyona girdiğinde 2 sonucunu vermesini gerektirir. Bu durum f(2)=2f(2)=2 olmasını zorunlu kılar. Kalan elemanlar ya doğrudan 2'ye gitmeli ya da görüntüsü 2 olan başka bir elemana gitmelidir. Bu durumları sistematik olarak saydığımızda toplam 10 farklı fonksiyon elde edilir.

Step-by-Step Solution

1
Koşulu analiz et
(ff)(x)=2(f \circ f)(x) = 2 olması, ff fonksiyonunun görüntü kümesindeki her elemanın ff altındaki görüntüsünün 2 olduğunu gösterir.
Bileşke fonksiyon tanımı gereği f(f(x))=2f(f(x)) = 2 ise, f(x)f(x) değerleri ne olursa olsun, bu değerlerin tekrar ff fonksiyonuna girmesiyle sonuç 2 çıkmalıdır.
2
Sabit nokta kuralını belirle
f(2)=2f(2) = 2 olmak zorundadır.
Eğer x=2x=2 alırsak, (ff)(2)=f(f(2))=2(f \circ f)(2) = f(f(2)) = 2 olur. f(2)f(2) değeri ff fonksiyonunun görüntü kümesindedir, dolayısıyla bu değerin görüntüsü de 2 olmalıdır.
3
Görüntü kümesi üzerinden durumları sınıflandır
K={xAf(x)=2}K = \{x \in A \mid f(x) = 2\} kümesini tanımlayalım. 2K2 \in K olmalıdır.
Fonksiyonun yapısını f(x)=2f(x)=2 olan elemanlar (K kümesi) ve olmayanlar üzerinden kurmak çözümü basitleştirir.
4
K kümesinin eleman sayısına göre durumları hesapla
Durum 1: K=4|K|=4 (Tüm elemanlar 2'ye gider). Sadece 1 fonksiyon vardır (f(x)=2f(x)=2).
Durum 2: K=3|K|=3. K={2,a,b}K=\{2, a, b\}. Dışarıda kalan 1 eleman (cc) K{2}K \setminus \{2\} kümesine gitmelidir. Seçim: (32)×21=3×2=6\binom{3}{2} \times 2^1 = 3 \times 2 = 6 fonksiyon.
Durum 3: K=2|K|=2. K={2,a}K=\{2, a\}. Dışarıda kalan 2 eleman (b,cb, c) K{2}K \setminus \{2\} kümesine (yani aa'ya) gitmelidir. Seçim: (31)×12=3\binom{3}{1} \times 1^2 = 3 fonksiyon.
Durum 4: K=1|K|=1. K={2}K=\{2\}. Dışarıdaki elemanlar K{2}=K \setminus \{2\} = \emptyset kümesine gidemez. 0 fonksiyon.
Kombinasyon hesabı ile her senaryodaki fonksiyon sayısı bulunur.
5
Toplamı bul
1+6+3+0=101 + 6 + 3 + 0 = 10 farklı fonksiyon.
Ayrık durumların toplamı.

Key Concept

Bileşke Fonksiyon ve Sabit Fonksiyon İlişkisi

Hints

1
Önce x=2x=2 için f(f(2))f(f(2)) değerini düşünün. f(2)f(2) ne olmak zorundadır?
2
f(2)=2f(2)=2 olduğunu bulduktan sonra, diğer elemanların (1,3,41, 3, 4) görüntülerini düşünün. Bu elemanlar ya doğrudan 2'ye gidebilir ya da görüntüsü 2 olan başka bir sayıya gidebilir.
3
Kümeyi iki parçaya ayırın: Doğrudan 2'ye gidenler (KK) ve dolaylı yoldan 2'ye gidenler (LL). LL kümesindeki elemanlar KK'ya gitmek zorundadır, ancak KK sadece 2'den oluşamaz.

Practice More

Aynı soru A={1,2,3}A=\{1,2,3\} kümesi için sorulsaydı cevap kaç olurdu? (Cevap: 3)

Alternative Method

Graf teorisi ile düşünülürse: 2 nolu düğümde bir döngü (222 \to 2) olmalıdır. Diğer düğümler ya doğrudan 2'ye bağlanmalı ya da 2'ye giden başka bir düğüme bağlanmalıdır (derinlik en fazla 2). Ağaç yapısı çizilerek sayılabilir.
Estimated Time:3m 0s
Rate this question