Sari la conținutul principal
Acasă
Pimath

Menu RO

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

Breadcrumb

  1. Acasă

Funcții (Matematică): Domeniu, Codomeniu și Funcție Inversă

Profile picture for user Pimath
De Pimath, 23 mai, 2026

O funcție este o corespondență între două mulțimi care asociază fiecărui element al primei mulțimi (domeniu) un singur element al celei de-a doua mulțimi (codomeniu).

În acest articol vom studia definiția formală a funcției, semnificația noțiunilor de domeniu, codomeniu și imagine, precum și proprietățile fundamentale de injectivitate, surjectivitate, bijectivitate, funcție inversă și restricție.


Cuprins

  • Definiția funcției
  • Domeniu, codomeniu și imagine
  • Funcții injective
  • Exerciții despre funcții injective
  • Funcții surjective
  • Exerciții despre funcții surjective
  • Funcții bijective
  • Funcția inversă
    • Inversa stângă și injectivitatea
    • Inversa dreaptă și surjectivitatea
    • Cazul bijectiv
  • Exerciții despre funcții bijective
  • Restricția unei funcții
  • Exerciții despre restricția funcțiilor

Definiția funcției

O funcție (sau aplicație) este o regulă care asociază fiecărui element al unei mulțimi \(X\) un singur element al unei mulțimi \(Y\).

Se notează:

\[ f:X\to Y, \]

unde \(X\) este domeniul, iar \(Y\) este codomeniul.

Dacă \(x\in X\), valoarea asociată lui \(x\) prin funcție se notează cu \(f(x)\) și se numește imaginea lui \(x\).

Notația:

\[ x\mapsto f(x) \]

descrie în mod explicit corespondența definită de funcție.

Proprietatea esențială a unei funcții este unicitatea imaginii: fiecărui element din domeniu îi corespunde unul și numai unul element din codomeniu.

De exemplu:

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

definește o funcție, deoarece oricărui număr real îi asociază un unic număr real.

Domeniu, codomeniu și imagine

Fie funcția:

\[ f:X\to Y. \]

Mulțimea \(X\) se numește domeniu, iar \(Y\) se numește codomeniu. Mulțimea valorilor efectiv atinse de funcție se numește imaginea funcției.

În simboluri:

\[ \operatorname{Im}(f)=f(X)=\{y\in Y \mid \exists x\in X:\ f(x)=y\}. \]

Are loc întotdeauna:

\[ \operatorname{Im}(f)\subseteq Y, \]

adică imaginea este o submulțime a codomeniului.

Considerăm:

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

Domeniul și codomeniul coincid cu \(\mathbb{R}\), însă:

\[ \operatorname{Im}(f)=[0,+\infty), \]

deoarece pătratul unui număr real nu poate fi negativ.

Funcții injective

O funcție:

\[ f:X\to Y \]

se numește injectivă dacă elemente distincte ale domeniului au imagini distincte:

\[ x_1\neq x_2 \quad \Longrightarrow \quad f(x_1)\neq f(x_2). \]

Echivalent:

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

Intuitiv, o funcție injectivă nu „identifică" elemente distincte ale domeniului.

Considerăm:

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

Presupunem că:

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

Atunci:

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

Funcția este deci injectivă.

Funcția:

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

nu este injectivă, deoarece:

\[ f(1)=f(-1)=1 \]

deși:

\[ 1\neq -1. \]

Din punct de vedere grafic, o funcție este injectivă dacă orice dreaptă orizontală intersectează graficul în cel mult un punct. Acest criteriu poartă denumirea de testul dreptei orizontale.

Exerciții despre funcții injective

Exercițiul 1. Stabiliți dacă:

\[ f(x)=2x+3 \]

este injectivă pe \(\mathbb{R}\).

Soluție. Presupunem că:

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

Obținem:

\[ 2x_1+3=2x_2+3 \quad \Longrightarrow \quad x_1=x_2. \]

Funcția este deci injectivă.

Exercițiul 2. Stabiliți dacă:

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

este injectivă pe \(\mathbb{R}\).

Soluție. Avem:

\[ f(2)=4 \qquad \text{și} \qquad f(-2)=4, \]

deși:

\[ 2\neq -2. \]

Funcția nu este deci injectivă.

Funcții surjective

O funcție:

\[ f:X\to Y \]

se numește surjectivă dacă orice element al codomeniului este imaginea cel puțin unui element al domeniului:

\[ \forall y\in Y, \quad \exists x\in X \quad \text{astfel încât} \quad f(x)=y. \]

Echivalent:

\[ \operatorname{Im}(f)=Y. \]

Intuitiv, o funcție surjectivă „acoperă" întregul codomeniu.

Considerăm:

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

Fie:

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

Rezolvând ecuația:

\[ 2x+1=y, \]

obținem:

\[ x=\frac{y-1}{2}\in\mathbb{R}. \]

Funcția este deci surjectivă.

Funcția:

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

nu este surjectivă de la \(\mathbb{R}\) la \(\mathbb{R}\), deoarece:

\[ x^2\ge0 \qquad \forall x\in\mathbb{R}. \]

Exerciții despre funcții surjective

Exercițiul 1. Stabiliți dacă:

\[ f(x)=2x+3 \]

este surjectivă de la \(\mathbb{R}\) la \(\mathbb{R}\).

Soluție. Fie:

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

Rezolvând ecuația:

\[ 2x+3=y, \]

obținem:

\[ x=\frac{y-3}{2}\in\mathbb{R}. \]

Funcția este deci surjectivă.

Exercițiul 2. Stabiliți dacă:

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

este surjectivă de la \(\mathbb{R}\) la \(\mathbb{R}\).

Soluție. Nu există niciun:

\[ x\in\mathbb{R} \]

pentru care:

\[ x^2=-1. \]

Funcția nu este deci surjectivă.

Funcții bijective

O funcție:

\[ f:X\to Y \]

se numește bijectivă dacă este în același timp injectivă și surjectivă.

Într-o funcție bijectivă, orice element al codomeniului este imaginea unui unic element al domeniului.

Funcțiile bijective stabilesc astfel o corespondență perfectă între domeniu și codomeniu și sunt exact funcțiile care admit funcție inversă.

Funcția:

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

este bijectivă de la \(\mathbb{R}\) la \(\mathbb{R}\), în timp ce:

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

nu este bijectivă de la \(\mathbb{R}\) la \(\mathbb{R}\), deoarece nu este nici injectivă, nici surjectivă.

Funcția inversă

Fie:

\[ f:X\to Y. \]

O funcție:

\[ g:Y\to X \]

se numește funcție inversă a lui \(f\) dacă:

\[ g\circ f=\operatorname{Id}_X \qquad \text{și} \qquad f\circ g=\operatorname{Id}_Y. \]

În acest caz:

\[ g=f^{-1}. \]

Echivalent:

\[ f^{-1}(f(x))=x \qquad \forall x\in X, \]

și:

\[ f(f^{-1}(y))=y \qquad \forall y\in Y. \]

O funcție admite inversă dacă și numai dacă este bijectivă.

Inversa stângă și injectivitatea

Fie:

\[ f:X\to Y \]

o funcție injectivă cu:

\[ X\neq\varnothing. \]

Atunci există o funcție:

\[ g:Y\to X \]

astfel încât:

\[ g\circ f=\operatorname{Id}_X. \]

O astfel de funcție se numește inversă stângă.

Într-adevăr, pentru orice:

\[ y\in f(X), \]

există un unic:

\[ x\in X \]

cu proprietatea că:

\[ f(x)=y. \]

Pentru elementele din:

\[ Y\setminus f(X), \]

valoarea funcției poate fi definită în mod arbitrar.

Inversa dreaptă și surjectivitatea

Fie:

\[ f:X\to Y \]

o funcție surjectivă.

O funcție:

\[ h:Y\to X \]

cu proprietatea că:

\[ f\circ h=\operatorname{Id}_Y \]

se numește inversă dreaptă.

Pentru a construi o astfel de funcție trebuie ales, pentru fiecare:

\[ y\in Y, \]

un element:

\[ x\in X \]

astfel încât:

\[ f(x)=y. \]

În general, existența unei astfel de funcții de selecție pentru familii arbitrare este legată de Axioma Alegerii.

Cazul bijectiv

Dacă o funcție este bijectivă, atunci există o unică inversă stângă și o unică inversă dreaptă.

Mai mult, acestea coincid și definesc funcția inversă:

\[ f^{-1}:Y\to X. \]

Considerăm:

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

Rezolvând ecuația:

\[ y=2x+1 \]

în raport cu \(x\), obținem:

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

Funcția inversă este deci:

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

Exerciții despre funcții bijective

Exercițiul 1. Stabiliți dacă:

\[ f(x)=3x-4 \]

este bijectivă de la \(\mathbb{R}\) la \(\mathbb{R}\).

Soluție. Funcția este injectivă și surjectivă, deci este bijectivă.

Rezolvând ecuația:

\[ y=3x-4, \]

obținem:

\[ f^{-1}(y)=\frac{y+4}{3}. \]

Exercițiul 2. Verificați dacă:

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

este bijectivă de la:

\[ [0,+\infty) \]

la:

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

Soluție. Pe acest interval funcția este injectivă, iar orice număr real nenegativ are o rădăcină pătrată reală nenegativă. Funcția este deci bijectivă.

Funcția inversă este:

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

Restricția unei funcții

Restricția unei funcții constă în limitarea domeniului la o submulțime.

Acest procedeu este adesea util pentru a face o funcție injectivă sau bijectivă.

De exemplu:

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

nu este injectivă pe \(\mathbb{R}\), însă restricția:

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

este bijectivă.

Atunci când se restrânge și codomeniul pentru a obține o funcție surjectivă, se vorbește mai precis de corestricție.

Exerciții despre restricția funcțiilor

Exercițiul 1. Restricționați domeniul funcției:

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

astfel încât funcția să devină bijectivă.

Soluție. Considerăm restricția:

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

În acest caz funcția este injectivă și surjectivă, deci bijectivă.

Funcția inversă este:

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


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