Sari la conținutul principal
Acasă
Pimath

Menu RO

  • 🇷🇴 Home
  • 👨‍🎓 Despre Mine
  • 🚧 Teorie și Exerciții
User account menu
  • Log in

Breadcrumb

  1. Acasă

Funcții Injective, Surjective și Bijective: 20 de Exerciții Rezolvate Pas cu Pas

Profile picture for user Pimath
De Pimath, 12 iunie, 2026

Propunem o culegere de 20 de exerciții rezolvate despre funcții injective, surjective și bijective, concepute pentru a înțelege în mod riguros și progresiv trei proprietăți fundamentale ale funcțiilor.

Reamintim pe scurt că o funcție \(f:A\to B\) se numește:

  • injectivă dacă elemente distincte ale domeniului au imagini distincte;
  • surjectivă dacă orice element al codomeniului este imaginea a cel puțin unui element din domeniu;
  • bijectivă dacă este simultan injectivă și surjectivă.

În formule:

\[ f \text{ este injectivă} \iff \forall x_1,x_2\in A,\; f(x_1)=f(x_2) \Rightarrow x_1=x_2. \]

\[ f \text{ este surjectivă} \iff \mathrm{Im}(f)=\mathrm{Cod}(f). \]


Exercițiul 1 — nivel ★☆☆☆☆

Considerăm funcția:

\[ f:\mathbb{R}\to\mathbb{R}, \qquad f(x)=2x+1. \]

Să se stabilească dacă \(f\) este injectivă.

Rezultat

Funcția este injectivă.

Rezolvare

Pentru a verifica dacă o funcție este injectivă, trebuie să stabilim dacă două elemente ale domeniului care au aceeași imagine coincid în mod necesar.

Să presupunem, așadar, că:

\[ f(x_1)=f(x_2). \]

Deoarece \(f(x)=2x+1\), obținem:

\[ 2x_1+1=2x_2+1. \]

Scădem \(1\) din ambii membri:

\[ 2x_1=2x_2. \]

Împărțim la \(2\):

\[ x_1=x_2. \]

Am demonstrat că:

\[ f(x_1)=f(x_2)\Rightarrow x_1=x_2. \]

Prin urmare, funcția este injectivă.


Exercițiul 2 — nivel ★☆☆☆☆

Considerăm funcția:

\[ f:\mathbb{R}\to\mathbb{R}, \qquad f(x)=x^2. \]

Să se stabilească dacă \(f\) este injectivă.

Rezultat

Funcția nu este injectivă.

Rezolvare

Pentru a arăta că o funcție nu este injectivă, este suficient să găsim două elemente distincte ale domeniului care au aceeași imagine.

Considerăm:

\[ x_1=2, \qquad x_2=-2. \]

Evident:

\[ 2\ne -2. \]

Calculăm acum imaginile:

\[ f(2)=2^2=4. \]

În plus:

\[ f(-2)=(-2)^2=4. \]

Așadar:

\[ f(2)=f(-2), \]

deși \(2\ne -2\).

Există, prin urmare, două elemente distincte ale domeniului cu aceeași imagine.

Prin urmare, funcția nu este injectivă.


Exercițiul 3 — nivel ★☆☆☆☆

Considerăm funcția:

\[ f:[0,+\infty)\to\mathbb{R}, \qquad f(x)=x^2. \]

Să se stabilească dacă \(f\) este injectivă.

Rezultat

Funcția este injectivă.

Rezolvare

Legea funcției este \(f(x)=x^2\), însă domeniul nu mai este întreg \(\mathbb{R}\). Acum domeniul este:

\[ [0,+\infty). \]

Acest detaliu este esențial. Pe întreg \(\mathbb{R}\), funcția pătratică nu este injectivă; restrânsă însă doar la numerele nenegative, ea devine injectivă.

Să presupunem că:

\[ f(x_1)=f(x_2). \]

Atunci:

\[ x_1^2=x_2^2. \]

Deoarece \(x_1\) și \(x_2\) aparțin ambele lui \([0,+\infty)\), sunt ambele nenegative.

Două numere nenegative care au același pătrat trebuie să coincidă.

Deci:

\[ x_1=x_2. \]

Prin urmare:

\[ f(x_1)=f(x_2)\Rightarrow x_1=x_2. \]

Funcția este, așadar, injectivă.


Exercițiul 4 — nivel ★★☆☆☆

Considerăm funcția:

\[ f:\mathbb{R}\to\mathbb{R}, \qquad f(x)=x^3. \]

Să se stabilească dacă \(f\) este injectivă.

Rezultat

Funcția este injectivă.

Rezolvare

Verificăm injectivitatea folosind definiția.

Să presupunem că:

\[ f(x_1)=f(x_2). \]

Deoarece \(f(x)=x^3\), obținem:

\[ x_1^3=x_2^3. \]

Funcția rădăcină cubică este definită pe întreg \(\mathbb{R}\). Putem, prin urmare, să extragem rădăcina cubică din ambii membri:

\[ \sqrt[3]{x_1^3}=\sqrt[3]{x_2^3}. \]

În consecință:

\[ x_1=x_2. \]

Am demonstrat că două elemente cu aceeași imagine coincid în mod necesar.

Prin urmare, funcția este injectivă.


Exercițiul 5 — nivel ★★☆☆☆

Considerăm funcția:

\[ f:\mathbb{R}\to\mathbb{R}, \qquad f(x)=x^2+1. \]

Să se stabilească dacă \(f\) este surjectivă.

Rezultat

Funcția nu este surjectivă.

Rezolvare

O funcție \(f:A\to B\) este surjectivă dacă orice element al codomeniului \(B\) este efectiv atins de funcție.

În acest caz, codomeniul este:

\[ \mathbb{R}. \]

Studiem valorile luate de:

\[ f(x)=x^2+1. \]

Pentru orice \(x\in\mathbb{R}\), avem:

\[ x^2\ge 0. \]

Deci:

\[ x^2+1\ge 1. \]

Funcția ia doar valori mai mari sau egale cu \(1\).

De exemplu, numărul \(0\) aparține codomeniului \(\mathbb{R}\), dar nu este niciodată atins de funcție.

Într-adevăr, ecuația:

\[ x^2+1=0 \]

este echivalentă cu:

\[ x^2=-1, \]

care nu are soluții reale.

Există, prin urmare, cel puțin un element al codomeniului care nu este imaginea niciunui element din domeniu.

Prin urmare, funcția nu este surjectivă.


Exercițiul 6 — nivel ★★☆☆☆

Considerăm funcția:

\[ f:\mathbb{R}\to[1,+\infty), \qquad f(x)=x^2+1. \]

Să se stabilească dacă \(f\) este surjectivă.

Rezultat

Funcția este surjectivă.

Rezolvare

Legea funcției este aceeași ca în exercițiul precedent:

\[ f(x)=x^2+1. \]

Totuși, codomeniul s-a schimbat. Acum avem:

\[ f:\mathbb{R}\to[1,+\infty). \]

Pentru a demonstra surjectivitatea, trebuie să arătăm că orice element al lui \([1,+\infty)\) este atins de funcție.

Fie, așadar:

\[ y\in[1,+\infty). \]

Căutăm \(x\in\mathbb{R}\) astfel încât:

\[ f(x)=y. \]

Adică:

\[ x^2+1=y. \]

Scăzând \(1\) din ambii membri:

\[ x^2=y-1. \]

Deoarece \(y\ge 1\), avem:

\[ y-1\ge 0. \]

Putem, prin urmare, alege:

\[ x=\sqrt{y-1}. \]

Această valoare aparține lui \(\mathbb{R}\). În plus:

\[ f(\sqrt{y-1})=(\sqrt{y-1})^2+1=y. \]

Am arătat că orice element al codomeniului este imaginea a cel puțin unui element din domeniu.

Prin urmare, funcția este surjectivă.


Exercițiul 7 — nivel ★★☆☆☆

Considerăm funcția:

\[ f:\mathbb{R}\to\mathbb{R}, \qquad f(x)=2x-5. \]

Să se stabilească dacă \(f\) este bijectivă.

Rezultat

Funcția este bijectivă.

Rezolvare

O funcție este bijectivă dacă este atât injectivă, cât și surjectivă.

Verificăm mai întâi injectivitatea.

Să presupunem că:

\[ f(x_1)=f(x_2). \]

Atunci:

\[ 2x_1-5=2x_2-5. \]

Adunând \(5\) la ambii membri:

\[ 2x_1=2x_2. \]

Împărțind la \(2\):

\[ x_1=x_2. \]

Deci \(f\) este injectivă.

Verificăm acum surjectivitatea.

Fie:

\[ y\in\mathbb{R}. \]

Căutăm \(x\in\mathbb{R}\) astfel încât:

\[ 2x-5=y. \]

Rezolvând:

\[ 2x=y+5, \]

de unde:

\[ x=\frac{y+5}{2}. \]

Această valoare este reală pentru orice \(y\in\mathbb{R}\). Prin urmare, orice element al codomeniului este atins.

Funcția este surjectivă.

Fiind atât injectivă, cât și surjectivă, funcția este bijectivă.


Exercițiul 8 — nivel ★★☆☆☆

Considerăm funcția:

\[ f:\mathbb{R}\to\mathbb{R}, \qquad f(x)=x^2. \]

Să se stabilească dacă \(f\) este bijectivă.

Rezultat

Funcția nu este bijectivă.

Rezolvare

O funcție este bijectivă dacă este simultan injectivă și surjectivă.

Studiem cele două proprietăți separat.

Funcția nu este injectivă. Într-adevăr:

\[ f(2)=2^2=4 \]

și:

\[ f(-2)=(-2)^2=4. \]

Așadar:

\[ f(2)=f(-2), \]

deși \(2\ne -2\).

Deci \(f\) nu este injectivă.

În plus, nu este surjectivă pe \(\mathbb{R}\), deoarece:

\[ x^2\ge 0 \qquad \forall x\in\mathbb{R}. \]

Funcția nu ia niciodată valori negative.

De exemplu:

\[ -1\in\mathbb{R} \]

aparține codomeniului, dar nu este imaginea niciunui element din domeniu.

Funcția nu este, prin urmare, surjectivă.

Deoarece nu este nici injectivă, nici surjectivă, nu este bijectivă.


Exercițiul 9 — nivel ★★★☆☆

Considerăm funcția:

\[ f:(0,+\infty)\to\mathbb{R}, \qquad f(x)=\ln(x). \]

Să se stabilească dacă \(f\) este bijectivă.

Rezultat

Funcția este bijectivă.

Rezolvare

Studiem separat injectivitatea și surjectivitatea.

Verificăm mai întâi injectivitatea.

Să presupunem că:

\[ f(x_1)=f(x_2). \]

Atunci:

\[ \ln(x_1)=\ln(x_2). \]

Funcția logaritm natural este strict crescătoare pe intervalul:

\[ (0,+\infty). \]

În consecință, egalitatea a doi logaritmi implică în mod necesar:

\[ x_1=x_2. \]

Funcția este, așadar, injectivă.

Verificăm acum surjectivitatea.

Fie:

\[ y\in\mathbb{R}. \]

Căutăm \(x\gt0\) astfel încât:

\[ \ln(x)=y. \]

Aplicând exponențiala ambilor membri:

\[ x=e^y. \]

Deoarece:

\[ e^y\gt0 \]

pentru orice \(y\in\mathbb{R}\), valoarea găsită aparține domeniului.

În plus:

\[ \ln(e^y)=y. \]

Prin urmare, orice element al codomeniului este efectiv atins.

Funcția este surjectivă.

Fiind atât injectivă, cât și surjectivă, funcția este bijectivă.


Exercițiul 10 — nivel ★★★☆☆

Considerăm funcția:

\[ f:\mathbb{R}\to[0,+\infty), \qquad f(x)=x^2. \]

Să se stabilească dacă \(f\) este surjectivă.

Rezultat

Funcția este surjectivă.

Rezolvare

Codomeniul funcției este:

\[ [0,+\infty). \]

Pentru a verifica surjectivitatea, trebuie să arătăm că orice element al acestei mulțimi este atins de funcție.

Fie, așadar:

\[ y\in[0,+\infty). \]

Căutăm \(x\in\mathbb{R}\) astfel încât:

\[ x^2=y. \]

Deoarece:

\[ y\ge0, \]

putem alege:

\[ x=\sqrt{y}. \]

Această valoare aparține lui \(\mathbb{R}\). În plus:

\[ f(\sqrt{y})=(\sqrt{y})^2=y. \]

Orice element al codomeniului este, așadar, atins de funcție.

Prin urmare, funcția este surjectivă.


Exercițiul 11 — nivel ★★★☆☆

Considerăm funcția:

\[ f:\mathbb{R}\setminus\{0\}\to\mathbb{R}\setminus\{0\}, \qquad f(x)=\frac{1}{x}. \]

Să se stabilească dacă \(f\) este bijectivă.

Rezultat

Funcția este bijectivă.

Rezolvare

Verificăm mai întâi injectivitatea.

Să presupunem că:

\[ f(x_1)=f(x_2). \]

Obținem:

\[ \frac{1}{x_1}=\frac{1}{x_2}. \]

Înmulțind cu \(x_1x_2\), care este diferit de zero, obținem:

\[ x_2=x_1. \]

Funcția este, așadar, injectivă.

Verificăm acum surjectivitatea.

Fie:

\[ y\in\mathbb{R}\setminus\{0\}. \]

Căutăm \(x\ne0\) astfel încât:

\[ \frac{1}{x}=y. \]

Rezolvând:

\[ x=\frac{1}{y}. \]

Deoarece \(y\ne0\), această valoare este bine definită și aparține domeniului.

În plus:

\[ f\left(\frac{1}{y}\right)=\frac{1}{\frac{1}{y}}=y. \]

Funcția este, așadar, surjectivă.

Fiind atât injectivă, cât și surjectivă, funcția este bijectivă.


Exercițiul 12 — nivel ★★★☆☆

Considerăm funcția:

\[ f:\mathbb{R}\to\mathbb{R}, \qquad f(x)=|x|. \]

Să se stabilească dacă \(f\) este injectivă.

Rezultat

Funcția nu este injectivă.

Rezolvare

Pentru a arăta că o funcție nu este injectivă, este suficient să găsim două elemente distincte ale domeniului care au aceeași imagine.

Considerăm:

\[ x_1=3, \qquad x_2=-3. \]

Evident:

\[ 3\ne -3. \]

Totuși:

\[ f(3)=|3|=3 \]

și:

\[ f(-3)=|-3|=3. \]

Așadar:

\[ f(3)=f(-3), \]

deși:

\[ 3\ne -3. \]

Funcția nu este, prin urmare, injectivă.


Exercițiul 13 — nivel ★★★★☆

Considerăm funcția:

\[ f:[0,+\infty)\to[0,+\infty), \qquad f(x)=|x|. \]

Să se stabilească dacă \(f\) este bijectivă.

Rezultat

Funcția este bijectivă.

Rezolvare

Pe intervalul:

\[ [0,+\infty), \]

modulul coincide cu funcția identitate:

\[ |x|=x. \]

Funcția devine, așadar:

\[ f(x)=x. \]

Verificăm injectivitatea.

Dacă:

\[ f(x_1)=f(x_2), \]

atunci:

\[ x_1=x_2. \]

Funcția este, așadar, injectivă.

Verificăm acum surjectivitatea.

Fie:

\[ y\in[0,+\infty). \]

Este suficient să alegem:

\[ x=y. \]

Într-adevăr:

\[ f(y)=y. \]

Orice element al codomeniului este, așadar, atins.

Funcția este surjectivă.

Prin urmare, funcția este bijectivă.


Exercițiul 14 — nivel ★★★★☆

Considerăm funcția:

\[ f:\mathbb{R}\to[0,+\infty), \qquad f(x)=|x|. \]

Să se stabilească dacă \(f\) este surjectivă.

Rezultat

Funcția este surjectivă.

Rezolvare

Pentru a verifica surjectivitatea, trebuie să stabilim dacă orice element al codomeniului este atins de funcție.

Codomeniul este:

\[ [0,+\infty). \]

Fie, așadar:

\[ y\in[0,+\infty). \]

Trebuie să găsim cel puțin un \(x\in\mathbb{R}\) astfel încât:

\[ |x|=y. \]

Deoarece \(y\ge 0\), putem alege:

\[ x=y. \]

Într-adevăr:

\[ f(y)=|y|=y. \]

Prin urmare, orice element al codomeniului \([0,+\infty)\) este efectiv atins de funcție.

Așadar, \(f\) este surjectivă.


Exercițiul 15 — nivel ★★★★☆

Considerăm funcția:

\[ f:\mathbb{R}\to\mathbb{R}, \qquad f(x)=x^3-1. \]

Să se stabilească dacă \(f\) este bijectivă.

Rezultat

Funcția este bijectivă.

Rezolvare

Pentru a stabili dacă \(f\) este bijectivă, trebuie să verificăm că este atât injectivă, cât și surjectivă.

Studiem mai întâi injectivitatea.

Să presupunem că:

\[ f(x_1)=f(x_2). \]

Deoarece \(f(x)=x^3-1\), obținem:

\[ x_1^3-1=x_2^3-1. \]

Adunând \(1\) la ambii membri:

\[ x_1^3=x_2^3. \]

Extrăgând rădăcina cubică:

\[ x_1=x_2. \]

Deci \(f\) este injectivă.

Verificăm acum surjectivitatea.

Fie:

\[ y\in\mathbb{R}. \]

Căutăm \(x\in\mathbb{R}\) astfel încât:

\[ x^3-1=y. \]

Adunând \(1\) la ambii membri:

\[ x^3=y+1. \]

Extrăgând rădăcina cubică:

\[ x=\sqrt[3]{y+1}. \]

Această valoare este reală pentru orice \(y\in\mathbb{R}\).

În plus:

\[ f\left(\sqrt[3]{y+1}\right) = \left(\sqrt[3]{y+1}\right)^3-1 = y+1-1 = y. \]

Prin urmare, orice element al codomeniului este atins de funcție.

Funcția este surjectivă.

Fiind atât injectivă, cât și surjectivă, \(f\) este bijectivă.


Exercițiul 16 — nivel ★★★★☆

Considerăm funcția:

\[ f:[0,+\infty)\to[1,+\infty), \qquad f(x)=x^2+1. \]

Să se stabilească dacă \(f\) este bijectivă.

Rezultat

Funcția este bijectivă.

Rezolvare

Verificăm mai întâi injectivitatea.

Să presupunem că:

\[ f(x_1)=f(x_2). \]

Atunci:

\[ x_1^2+1=x_2^2+1. \]

Scăzând \(1\) din ambii membri:

\[ x_1^2=x_2^2. \]

Deoarece \(x_1,x_2\in[0,+\infty)\), ambele sunt nenegative.

Două numere nenegative cu același pătrat coincid.

Deci:

\[ x_1=x_2. \]

Funcția este injectivă.

Verificăm acum surjectivitatea.

Fie:

\[ y\in[1,+\infty). \]

Căutăm \(x\in[0,+\infty)\) astfel încât:

\[ x^2+1=y. \]

Obținem:

\[ x^2=y-1. \]

Deoarece \(y\ge 1\), avem \(y-1\ge 0\). Putem, prin urmare, alege:

\[ x=\sqrt{y-1}. \]

Această valoare aparține lui \([0,+\infty)\). În plus:

\[ f(\sqrt{y-1}) = (\sqrt{y-1})^2+1 = y. \]

Funcția este, prin urmare, surjectivă.

Fiind atât injectivă, cât și surjectivă, \(f\) este bijectivă.


Exercițiul 17 — nivel ★★★★☆

Considerăm funcția:

\[ f:\mathbb{R}\to\mathbb{R}, \qquad f(x)=x^2-4x+3. \]

Să se stabilească dacă \(f\) este injectivă.

Rezultat

Funcția nu este injectivă.

Rezolvare

Pentru a verifica dacă funcția este injectivă, căutăm două elemente distincte ale domeniului cu aceeași imagine.

Calculăm:

\[ f(1)=1^2-4\cdot1+3=1-4+3=0. \]

Calculăm și:

\[ f(3)=3^2-4\cdot3+3=9-12+3=0. \]

Așadar:

\[ f(1)=f(3), \]

dar:

\[ 1\ne 3. \]

Am găsit două elemente distincte ale domeniului cu aceeași imagine.

Prin urmare, funcția nu este injectivă.

Să observăm și motivul geometric: completând pătratul, obținem:

\[ x^2-4x+3=(x-2)^2-1. \]

Graficul este o parabolă cu axa de simetrie \(x=2\). Din acest motiv, pe întreg \(\mathbb{R}\), funcția ia adesea aceeași valoare în două puncte distincte.


Exercițiul 18 — nivel ★★★★★

Considerăm funcția:

\[ f:[2,+\infty)\to[-1,+\infty), \qquad f(x)=x^2-4x+3. \]

Să se stabilească dacă \(f\) este bijectivă.

Rezultat

Funcția este bijectivă.

Rezolvare

Rescriem funcția completând pătratul:

\[ f(x)=x^2-4x+3=(x-2)^2-1. \]

Domeniul este:

\[ [2,+\infty). \]

Pe acest interval, \(x-2\ge 0\). Funcția:

\[ (x-2)^2-1 \]

este strict crescătoare pentru \(x\ge 2\).

Verificăm injectivitatea în mod direct.

Să presupunem că:

\[ f(x_1)=f(x_2). \]

Atunci:

\[ (x_1-2)^2-1=(x_2-2)^2-1. \]

Adunând \(1\) la ambii membri:

\[ (x_1-2)^2=(x_2-2)^2. \]

Deoarece \(x_1,x_2\in[2,+\infty)\), avem:

\[ x_1-2\ge 0 \qquad\text{și}\qquad x_2-2\ge 0. \]

Două numere nenegative cu același pătrat coincid. Deci:

\[ x_1-2=x_2-2. \]

Deci:

\[ x_1=x_2. \]

Funcția este injectivă.

Verificăm acum surjectivitatea.

Fie:

\[ y\in[-1,+\infty). \]

Căutăm \(x\in[2,+\infty)\) astfel încât:

\[ (x-2)^2-1=y. \]

Obținem:

\[ (x-2)^2=y+1. \]

Deoarece \(y\ge -1\), avem:

\[ y+1\ge 0. \]

În plus, deoarece \(x\ge 2\), trebuie să alegem rădăcina nenegativă:

\[ x-2=\sqrt{y+1}. \]

De unde:

\[ x=2+\sqrt{y+1}. \]

Această valoare aparține lui \([2,+\infty)\). Într-adevăr:

\[ 2+\sqrt{y+1}\ge 2. \]

În plus:

\[ f(2+\sqrt{y+1}) = (2+\sqrt{y+1}-2)^2-1 = (\sqrt{y+1})^2-1 = y. \]

Orice element al codomeniului este, așadar, atins.

Funcția este surjectivă.

Fiind atât injectivă, cât și surjectivă, \(f\) este bijectivă.


Exercițiul 19 — nivel ★★★★★

Considerăm funcția:

\[ f:\mathbb{R}\setminus\{1\}\to\mathbb{R}\setminus\{2\}, \qquad f(x)=\frac{2x+1}{x-1}. \]

Să se stabilească dacă \(f\) este bijectivă.

Rezultat

Funcția este bijectivă.

Rezolvare

Pentru a stabili dacă \(f\) este bijectivă, trebuie să verificăm că este atât injectivă, cât și surjectivă.

Verificăm mai întâi injectivitatea.

Să presupunem că:

\[ f(x_1)=f(x_2). \]

Atunci:

\[ \frac{2x_1+1}{x_1-1} = \frac{2x_2+1}{x_2-1}. \]

Deoarece \(x_1\ne1\) și \(x_2\ne1\), putem înmulți în cruce:

\[ (2x_1+1)(x_2-1)=(2x_2+1)(x_1-1). \]

Dezvoltăm primul membru:

\[ (2x_1+1)(x_2-1)=2x_1x_2-2x_1+x_2-1. \]

Dezvoltăm al doilea membru:

\[ (2x_2+1)(x_1-1)=2x_1x_2-2x_2+x_1-1. \]

Așadar:

\[ 2x_1x_2-2x_1+x_2-1 = 2x_1x_2-2x_2+x_1-1. \]

Scăzând \(2x_1x_2\) și adunând \(1\) la ambii membri:

\[ -2x_1+x_2=-2x_2+x_1. \]

Trecem termenii în \(x_1\) într-o parte și pe cei în \(x_2\) în cealaltă:

\[ -3x_1=-3x_2. \]

Împărțind la \(-3\), obținem:

\[ x_1=x_2. \]

Deci \(f\) este injectivă.

Verificăm acum surjectivitatea.

Fie:

\[ y\in\mathbb{R}\setminus\{2\}. \]

Căutăm \(x\in\mathbb{R}\setminus\{1\}\) astfel încât:

\[ \frac{2x+1}{x-1}=y. \]

Înmulțim cu \(x-1\):

\[ 2x+1=y(x-1). \]

Dezvoltăm:

\[ 2x+1=yx-y. \]

Trecem termenii care conțin \(x\) într-o parte:

\[ 2x-yx=-y-1. \]

Scoatem \(x\) factor comun:

\[ x(2-y)=-(y+1). \]

Deoarece \(y\ne2\), putem împărți la \(2-y\):

\[ x=\frac{-(y+1)}{2-y}. \]

În mod echivalent:

\[ x=\frac{y+1}{y-2}. \]

Această valoare este reală pentru orice \(y\ne2\). Mai rămâne să verificăm că aparține domeniului, adică este diferită de \(1\).

Dacă am avea:

\[ \frac{y+1}{y-2}=1, \]

atunci ar rezulta:

\[ y+1=y-2, \]

adică:

\[ 1=-2, \]

ceea ce este imposibil.

Așadar, valoarea găsită aparține întotdeauna domeniului.

În plus, înlocuind-o în funcție, se obține exact \(y\).

Orice element al codomeniului admite, prin urmare, cel puțin o preimagine.

Funcția este surjectivă.

Fiind atât injectivă, cât și surjectivă, \(f\) este bijectivă.


Exercițiul 20 — nivel ★★★★★

Considerăm funcția:

\[ f:\left(-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}\right)\to\mathbb{R}, \qquad f(x)=\tan(x). \]

Să se stabilească dacă \(f\) este bijectivă.

Rezultat

Funcția este bijectivă.

Rezolvare

Pentru a stabili dacă \(f\) este bijectivă, trebuie să verificăm că este atât injectivă, cât și surjectivă.

Studiem mai întâi injectivitatea.

Pe intervalul:

\[ \left(-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}\right) \]

funcția tangentă este strict crescătoare.

O funcție strict crescătoare asociază imagini distincte unor elemente distincte ale domeniului.

Deci \(f\) este injectivă.

Verificăm acum surjectivitatea.

Codomeniul este:

\[ \mathbb{R}. \]

Trebuie să arătăm că orice număr real este atins de funcție.

Fie:

\[ y\in\mathbb{R}. \]

Căutăm \(x\in\left(-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}\right)\) astfel încât:

\[ \tan(x)=y. \]

Alegerea naturală este:

\[ x=\arctan(y). \]

Prin definiție, funcția arctangentă ia valori în intervalul:

\[ \left(-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}\right). \]

Deci:

\[ \arctan(y)\in\left(-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}\right). \]

În plus:

\[ \tan(\arctan(y))=y. \]

Am găsit, prin urmare, pentru orice \(y\in\mathbb{R}\), cel puțin un element al domeniului a cărui imagine este \(y\).

Funcția este surjectivă.

Fiind atât injectivă, cât și surjectivă, \(f\) este bijectivă.


Feedbackul tău este important pentru noi! Lasă un comentariu și ajută-ne să îmbunătățim acest conținut. Îți mulțumim!

Feedback

Apreciază-ne:
Sau distribuie:

Tags

  • Analiză Matematică 1

Apreciază-ne:
Sau distribuie:

Copyright © 2026 | Pimath | All Rights Reserved