العلاقات والدوال العكسية
الدوال العكسية
رجعنا إلى الرقم الأصلي 4 ✓
منحنى f⁻¹ هو انعكاس منحنى f حول الخط y = x — اسحب المنزلق لاستكشاف f(x) = ax:
النقطة (a, b) على f تقابلها النقطة (b, a) على f⁻¹
اختر دالة وحرّك الخط الأفقي — الخط الأخضر يجتاز، البرتقالي لا يجتاز:
f⁻¹(f(100)) = f⁻¹(26.67) = 100 ريال ✓
| الدالة | اختبار رأسي | اختبار أفقي | عكسية؟ |
|---|---|---|---|
| y = 2x | ✓ | ✓ | نعم |
| y = x³ | ✓ | ✓ | نعم |
| y = x² | ✓ | ✗ | لا |
| y = |x| | ✓ | ✗ | لا |
| y = 5 | ✓ | ✗ | لا |
مفهوم الدالة العكسية
في هذا الدرس سنتعرف على مفهوم الدالة العكسية، ونفهم فكرتها، والعلاقة بينها وبين الدالة الأصلية، ثم نتعرف على الشروط اللازمة لوجود دالة عكسية.
مراجعة سريعة لمفهوم الدالة
الدالة هي علاقة بين متغيرين:
- المتغير المستقل، ويُمثل عادةً على المحور الأفقي <span class="math-inline" dir="ltr" style="display:inline-block;direction:ltr;unicode-bidi:isolate;vertical-align:baseline;white-space:nowrap;margin:0 2px;"><svg aria-label="X" data-tex="X" style="display:inline-block;vertical-align: 0;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="1.928ex" height="1.545ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -683 852 683" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D44B" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D44B"></use></g></g></g></svg></span>. - المتغير التابع، ويُمثل على المحور العمودي <span class="math-inline" dir="ltr" style="display:inline-block;direction:ltr;unicode-bidi:isolate;vertical-align:baseline;white-space:nowrap;margin:0 2px;"><svg aria-label="Y" data-tex="Y" style="display:inline-block;vertical-align: 0;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="1.726ex" height="1.545ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -683 763 683" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D44C" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D44C"></use></g></g></g></svg></span>.
ولكي تمثل العلاقة دالة، يجب أن تجتاز **اختبار الخط الرأسي**، أي أن كل قيمة للمتغير المستقل يقابلها قيمة واحدة فقط للمتغير التابع.
ما هي الدالة العكسية؟
الدالة العكسية هي الدالة التي **تعكس تأثير الدالة الأصلية**.
فإذا كانت الدالة الأصلية تقوم بعملية معينة على المدخلات، فإن الدالة العكسية تقوم بإلغاء هذه العملية وإرجاع القيمة الأصلية.
فعلى سبيل المثال:
- إذا كانت الدالة: <div class="math-display" style="text-align:center;margin:10px 0;direction:ltr;overflow-x:auto;max-width:100%;"><svg aria-label="f(x)=x^2" data-tex="f(x)=x^2" style="display:block;margin:0 auto;vertical-align: -0.566ex;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="9.598ex" height="2.565ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -883.9 4242.1 1133.9" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D453" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D453"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(550,0)"><use data-c="28" xlink:href="#MJXG-TEX-N-28"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(939,0)"><use data-c="1D465" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D465"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(1511,0)"><use data-c="29" xlink:href="#MJXG-TEX-N-29"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(2177.8,0)"><use data-c="3D" xlink:href="#MJXG-TEX-N-3D"></use></g><g data-mml-node="msup" transform="translate(3233.6,0)"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D465" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D465"></use></g><g data-mml-node="mn" transform="translate(605,413) scale(0.707)"><use data-c="32" xlink:href="#MJXG-TEX-N-32"></use></g></g></g></g></svg></div> فإن دالتها العكسية تكون الجذر التربيعي (ضمن المجال المناسب).
- وإذا كانت الدالة: <div class="math-display" style="text-align:center;margin:10px 0;direction:ltr;overflow-x:auto;max-width:100%;"><svg aria-label="f(x)=2x" data-tex="f(x)=2x" style="display:block;margin:0 auto;vertical-align: -0.566ex;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="9.741ex" height="2.262ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -750 4305.6 1000" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D453" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D453"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(550,0)"><use data-c="28" xlink:href="#MJXG-TEX-N-28"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(939,0)"><use data-c="1D465" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D465"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(1511,0)"><use data-c="29" xlink:href="#MJXG-TEX-N-29"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(2177.8,0)"><use data-c="3D" xlink:href="#MJXG-TEX-N-3D"></use></g><g data-mml-node="mn" transform="translate(3233.6,0)"><use data-c="32" xlink:href="#MJXG-TEX-N-32"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(3733.6,0)"><use data-c="1D465" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D465"></use></g></g></g></svg></div> فإن دالتها العكسية هي: <div class="math-display" style="text-align:center;margin:10px 0;direction:ltr;overflow-x:auto;max-width:100%;"><svg aria-label="f^{-1}(x)=\frac{x}{2}" data-tex="f^{-1}(x)=\frac{x}{2}" style="display:block;margin:0 auto;vertical-align: -1.552ex;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="11.958ex" height="4.081ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -1118 5285.2 1804" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="msup"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D453" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D453"></use></g><g data-mml-node="TeXAtom" transform="translate(636,413) scale(0.707)" data-mjx-texclass="ORD"><g data-mml-node="mo"><use data-c="2212" xlink:href="#MJXG-TEX-N-2212"></use></g><g data-mml-node="mn" transform="translate(778,0)"><use data-c="31" xlink:href="#MJXG-TEX-N-31"></use></g></g></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(1589.7,0)"><use data-c="28" xlink:href="#MJXG-TEX-N-28"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1978.7,0)"><use data-c="1D465" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D465"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(2550.7,0)"><use data-c="29" xlink:href="#MJXG-TEX-N-29"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(3217.5,0)"><use data-c="3D" xlink:href="#MJXG-TEX-N-3D"></use></g><g data-mml-node="mfrac" transform="translate(4273.2,0)"><g data-mml-node="mi" transform="translate(220,676)"><use data-c="1D465" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D465"></use></g><g data-mml-node="mn" transform="translate(256,-686)"><use data-c="32" xlink:href="#MJXG-TEX-N-32"></use></g><rect width="772" height="60" x="120" y="220"></rect></g></g></g></svg></div>
كيف تعمل الدالة العكسية؟
إذا أدخلنا قيمة في الدالة الأصلية، ثم أخذنا الناتج وأدخلناه في الدالة العكسية، فإننا نحصل على القيمة الأصلية مرة أخرى.
مثال:
لدينا:
<div class="math-display" style="text-align:center;margin:10px 0;direction:ltr;overflow-x:auto;max-width:100%;"><svg aria-label="f(x)=2x" data-tex="f(x)=2x" style="display:block;margin:0 auto;vertical-align: -0.566ex;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="9.741ex" height="2.262ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -750 4305.6 1000" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D453" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D453"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(550,0)"><use data-c="28" xlink:href="#MJXG-TEX-N-28"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(939,0)"><use data-c="1D465" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D465"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(1511,0)"><use data-c="29" xlink:href="#MJXG-TEX-N-29"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(2177.8,0)"><use data-c="3D" xlink:href="#MJXG-TEX-N-3D"></use></g><g data-mml-node="mn" transform="translate(3233.6,0)"><use data-c="32" xlink:href="#MJXG-TEX-N-32"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(3733.6,0)"><use data-c="1D465" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D465"></use></g></g></g></svg></div>
ودالتها العكسية:
<div class="math-display" style="text-align:center;margin:10px 0;direction:ltr;overflow-x:auto;max-width:100%;"><svg aria-label="f^{-1}(x)=\frac{x}{2}" data-tex="f^{-1}(x)=\frac{x}{2}" style="display:block;margin:0 auto;vertical-align: -1.552ex;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="11.958ex" height="4.081ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -1118 5285.2 1804" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="msup"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D453" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D453"></use></g><g data-mml-node="TeXAtom" transform="translate(636,413) scale(0.707)" data-mjx-texclass="ORD"><g data-mml-node="mo"><use data-c="2212" xlink:href="#MJXG-TEX-N-2212"></use></g><g data-mml-node="mn" transform="translate(778,0)"><use data-c="31" xlink:href="#MJXG-TEX-N-31"></use></g></g></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(1589.7,0)"><use data-c="28" xlink:href="#MJXG-TEX-N-28"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1978.7,0)"><use data-c="1D465" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D465"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(2550.7,0)"><use data-c="29" xlink:href="#MJXG-TEX-N-29"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(3217.5,0)"><use data-c="3D" xlink:href="#MJXG-TEX-N-3D"></use></g><g data-mml-node="mfrac" transform="translate(4273.2,0)"><g data-mml-node="mi" transform="translate(220,676)"><use data-c="1D465" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D465"></use></g><g data-mml-node="mn" transform="translate(256,-686)"><use data-c="32" xlink:href="#MJXG-TEX-N-32"></use></g><rect width="772" height="60" x="120" y="220"></rect></g></g></g></svg></div>
إذا أدخلنا العدد 4:
<div class="math-display" style="text-align:center;margin:10px 0;direction:ltr;overflow-x:auto;max-width:100%;"><svg aria-label="f(4)=8" data-tex="f(4)=8" style="display:block;margin:0 auto;vertical-align: -0.566ex;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="8.284ex" height="2.262ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -750 3661.6 1000" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D453" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D453"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(550,0)"><use data-c="28" xlink:href="#MJXG-TEX-N-28"></use></g><g data-mml-node="mn" transform="translate(939,0)"><use data-c="34" xlink:href="#MJXG-TEX-N-34"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(1439,0)"><use data-c="29" xlink:href="#MJXG-TEX-N-29"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(2105.8,0)"><use data-c="3D" xlink:href="#MJXG-TEX-N-3D"></use></g><g data-mml-node="mn" transform="translate(3161.6,0)"><use data-c="38" xlink:href="#MJXG-TEX-N-38"></use></g></g></g></svg></div>
ثم أدخلنا الناتج في الدالة العكسية:
<div class="math-display" style="text-align:center;margin:10px 0;direction:ltr;overflow-x:auto;max-width:100%;"><svg aria-label="f^{-1}(8)=4" data-tex="f^{-1}(8)=4" style="display:block;margin:0 auto;vertical-align: -0.566ex;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="10.636ex" height="2.565ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -883.9 4701.2 1133.9" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="msup"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D453" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D453"></use></g><g data-mml-node="TeXAtom" transform="translate(636,413) scale(0.707)" data-mjx-texclass="ORD"><g data-mml-node="mo"><use data-c="2212" xlink:href="#MJXG-TEX-N-2212"></use></g><g data-mml-node="mn" transform="translate(778,0)"><use data-c="31" xlink:href="#MJXG-TEX-N-31"></use></g></g></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(1589.7,0)"><use data-c="28" xlink:href="#MJXG-TEX-N-28"></use></g><g data-mml-node="mn" transform="translate(1978.7,0)"><use data-c="38" xlink:href="#MJXG-TEX-N-38"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(2478.7,0)"><use data-c="29" xlink:href="#MJXG-TEX-N-29"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(3145.5,0)"><use data-c="3D" xlink:href="#MJXG-TEX-N-3D"></use></g><g data-mml-node="mn" transform="translate(4201.2,0)"><use data-c="34" xlink:href="#MJXG-TEX-N-34"></use></g></g></g></svg></div>
وبذلك أعادتنا الدالة العكسية إلى القيمة الأصلية.
العلاقة البيانية بين الدالة ودالتها العكسية
عند رسم الدالة الأصلية والدالة العكسية على المستوى الإحداثي، نجد أن المنحنيين متناظران حول المستقيم:
<div class="math-display" style="text-align:center;margin:10px 0;direction:ltr;overflow-x:auto;max-width:100%;"><svg aria-label="y=x" data-tex="y=x" style="display:block;margin:0 auto;vertical-align: -0.464ex;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="5.42ex" height="1.783ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -583 2395.6 788" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D466" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D466"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(767.8,0)"><use data-c="3D" xlink:href="#MJXG-TEX-N-3D"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1823.6,0)"><use data-c="1D465" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D465"></use></g></g></g></svg></div>
فمثلاً:
- الدالة: <div class="math-display" style="text-align:center;margin:10px 0;direction:ltr;overflow-x:auto;max-width:100%;"><svg aria-label="y=2x" data-tex="y=2x" style="display:block;margin:0 auto;vertical-align: -0.464ex;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="6.551ex" height="1.971ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -666 2895.6 871" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D466" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D466"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(767.8,0)"><use data-c="3D" xlink:href="#MJXG-TEX-N-3D"></use></g><g data-mml-node="mn" transform="translate(1823.6,0)"><use data-c="32" xlink:href="#MJXG-TEX-N-32"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(2323.6,0)"><use data-c="1D465" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D465"></use></g></g></g></svg></div>
- والدالة العكسية: <div class="math-display" style="text-align:center;margin:10px 0;direction:ltr;overflow-x:auto;max-width:100%;"><svg aria-label="y=\frac{x}{2}" data-tex="y=\frac{x}{2}" style="display:block;margin:0 auto;vertical-align: -1.552ex;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="6.415ex" height="4.081ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -1118 2835.6 1804" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D466" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D466"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(767.8,0)"><use data-c="3D" xlink:href="#MJXG-TEX-N-3D"></use></g><g data-mml-node="mfrac" transform="translate(1823.6,0)"><g data-mml-node="mi" transform="translate(220,676)"><use data-c="1D465" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D465"></use></g><g data-mml-node="mn" transform="translate(256,-686)"><use data-c="32" xlink:href="#MJXG-TEX-N-32"></use></g><rect width="772" height="60" x="120" y="220"></rect></g></g></g></svg></div>
هما صورتان منعكستان حول المستقيم:
<div class="math-display" style="text-align:center;margin:10px 0;direction:ltr;overflow-x:auto;max-width:100%;"><svg aria-label="y=x" data-tex="y=x" style="display:block;margin:0 auto;vertical-align: -0.464ex;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="5.42ex" height="1.783ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -583 2395.6 788" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D466" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D466"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(767.8,0)"><use data-c="3D" xlink:href="#MJXG-TEX-N-3D"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1823.6,0)"><use data-c="1D465" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D465"></use></g></g></g></svg></div>
وكذلك إذا أخذنا الجزء الموجب فقط من الدالة:
<div class="math-display" style="text-align:center;margin:10px 0;direction:ltr;overflow-x:auto;max-width:100%;"><svg aria-label="y=x^2" data-tex="y=x^2" style="display:block;margin:0 auto;vertical-align: -0.464ex;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="6.407ex" height="2.464ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -883.9 2832.1 1088.9" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D466" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D466"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(767.8,0)"><use data-c="3D" xlink:href="#MJXG-TEX-N-3D"></use></g><g data-mml-node="msup" transform="translate(1823.6,0)"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D465" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D465"></use></g><g data-mml-node="mn" transform="translate(605,413) scale(0.707)"><use data-c="32" xlink:href="#MJXG-TEX-N-32"></use></g></g></g></g></svg></div>
فإن دالتها العكسية:
<div class="math-display" style="text-align:center;margin:10px 0;direction:ltr;overflow-x:auto;max-width:100%;"><svg aria-label="y=\sqrt{x}" data-tex="y=\sqrt{x}" style="display:block;margin:0 auto;vertical-align: -0.464ex;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="7.35ex" height="2.479ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -890.8 3248.6 1095.8" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D466" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D466"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(767.8,0)"><use data-c="3D" xlink:href="#MJXG-TEX-N-3D"></use></g><g data-mml-node="msqrt" transform="translate(1823.6,0)"><g transform="translate(853,0)"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D465" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D465"></use></g></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(0,30.8)"><use data-c="221A" xlink:href="#MJXG-TEX-N-221A"></use></g><rect width="572" height="60" x="853" y="770.8"></rect></g></g></g></svg></div>
وتكون أيضًا متناظرة معها حول المستقيم:
<div class="math-display" style="text-align:center;margin:10px 0;direction:ltr;overflow-x:auto;max-width:100%;"><svg aria-label="y=x" data-tex="y=x" style="display:block;margin:0 auto;vertical-align: -0.464ex;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="5.42ex" height="1.783ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -583 2395.6 788" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D466" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D466"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(767.8,0)"><use data-c="3D" xlink:href="#MJXG-TEX-N-3D"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1823.6,0)"><use data-c="1D465" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D465"></use></g></g></g></svg></div>
اختبار الخط الأفقي
اختبار الخط الأفقي يختلف عن اختبار الخط الرأسي.
- اختبار الخط الرأسي يحدد هل العلاقة تمثل دالة أم لا. - أما اختبار الخط الأفقي فيحدد هل للدالة دالة عكسية أم لا.
شرط وجود الدالة العكسية
لكي تمتلك الدالة دالة عكسية، يجب أن تجتاز **اختبار الخط الأفقي**.
أي أن كل قيمة مختلفة للمتغير المستقل <span class="math-inline" dir="ltr" style="display:inline-block;direction:ltr;unicode-bidi:isolate;vertical-align:baseline;white-space:nowrap;margin:0 2px;"><svg aria-label="X" data-tex="X" style="display:inline-block;vertical-align: 0;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="1.928ex" height="1.545ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -683 852 683" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D44B" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D44B"></use></g></g></g></svg></span> يجب أن تنتج قيمة مختلفة للمتغير التابع <span class="math-inline" dir="ltr" style="display:inline-block;direction:ltr;unicode-bidi:isolate;vertical-align:baseline;white-space:nowrap;margin:0 2px;"><svg aria-label="Y" data-tex="Y" style="display:inline-block;vertical-align: 0;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="1.726ex" height="1.545ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -683 763 683" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D44C" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D44C"></use></g></g></g></svg></span>.
ويُعرف هذا الشرط باسم:
**One-to-One Function**
أي علاقة واحد لواحد.
مثال على دالة لا تمتلك دالة عكسية
لنأخذ الدالة الثابتة:
<div class="math-display" style="text-align:center;margin:10px 0;direction:ltr;overflow-x:auto;max-width:100%;"><svg aria-label="y=5" data-tex="y=5" style="display:block;margin:0 auto;vertical-align: -0.464ex;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="5.257ex" height="1.971ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -666 2323.6 871" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D466" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D466"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(767.8,0)"><use data-c="3D" xlink:href="#MJXG-TEX-N-3D"></use></g><g data-mml-node="mn" transform="translate(1823.6,0)"><use data-c="35" xlink:href="#MJXG-TEX-N-35"></use></g></g></g></svg></div>
هذه الدالة تجتاز اختبار الخط الرأسي لأنها دالة بالفعل.
لكنها لا تجتاز اختبار الخط الأفقي، لأن جميع قيم <span class="math-inline" dir="ltr" style="display:inline-block;direction:ltr;unicode-bidi:isolate;vertical-align:baseline;white-space:nowrap;margin:0 2px;"><svg aria-label="X" data-tex="X" style="display:inline-block;vertical-align: 0;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="1.928ex" height="1.545ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -683 852 683" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D44B" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D44B"></use></g></g></g></svg></span> تعطي نفس القيمة:
<div class="math-display" style="text-align:center;margin:10px 0;direction:ltr;overflow-x:auto;max-width:100%;"><svg aria-label="y=5" data-tex="y=5" style="display:block;margin:0 auto;vertical-align: -0.464ex;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="5.257ex" height="1.971ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -666 2323.6 871" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D466" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D466"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(767.8,0)"><use data-c="3D" xlink:href="#MJXG-TEX-N-3D"></use></g><g data-mml-node="mn" transform="translate(1823.6,0)"><use data-c="35" xlink:href="#MJXG-TEX-N-35"></use></g></g></g></svg></div>
ولذلك لا يمكن إيجاد دالة عكسية لها.
مثال واقعي: تحويل العملات
لنفترض أننا نحول بين الريال السعودي والدولار الأمريكي.
إذا اعتبرنا:
- المدخل هو الريال السعودي. - والمخرج هو الدولار الأمريكي.
فسنحصل على دالة خطية تمثل عملية التحويل.
فمثلاً يمكن أن نسأل:
- كم دولارًا يقابل ريالًا سعوديًا واحدًا؟ - كم دولارًا يقابل 100 ريال؟ - كم دولارًا يقابل 1000 ريال؟
أما الدالة العكسية، فإنها تعكس السؤال تمامًا.
فيصبح المدخل هو الدولار، والمخرج هو الريال السعودي.
فتصبح الأسئلة:
- كم ريالًا يقابل دولارًا واحدًا؟ - كم ريالًا يقابل 50 دولارًا؟ - كم ريالًا يقابل 100 دولار؟
وعند رسم الدالتين على نفس المستوى الإحداثي، نجد أنهما متناظرتان حول المستقيم:
<div class="math-display" style="text-align:center;margin:10px 0;direction:ltr;overflow-x:auto;max-width:100%;"><svg aria-label="y=x" data-tex="y=x" style="display:block;margin:0 auto;vertical-align: -0.464ex;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="5.42ex" height="1.783ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -583 2395.6 788" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D466" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D466"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(767.8,0)"><use data-c="3D" xlink:href="#MJXG-TEX-N-3D"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1823.6,0)"><use data-c="1D465" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D465"></use></g></g></g></svg></div>
وهذه إحدى أهم خصائص الدوال العكسية.
ملخص الدرس
- الدالة العكسية تعكس تأثير الدالة الأصلية. - إدخال ناتج الدالة الأصلية في الدالة العكسية يعيد القيمة الأصلية. - منحنى الدالة والدالة العكسية متناظران حول المستقيم: <div class="math-display" style="text-align:center;margin:10px 0;direction:ltr;overflow-x:auto;max-width:100%;"><svg aria-label="y=x" data-tex="y=x" style="display:block;margin:0 auto;vertical-align: -0.464ex;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="5.42ex" height="1.783ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -583 2395.6 788" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D466" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D466"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(767.8,0)"><use data-c="3D" xlink:href="#MJXG-TEX-N-3D"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1823.6,0)"><use data-c="1D465" xlink:href="#MJXG-TEX-I-1D465"></use></g></g></g></svg></div> - وجود الدالة العكسية يتطلب أن تجتاز الدالة اختبار الخط الأفقي. - اختبار الخط الرأسي يحدد هل العلاقة دالة. - اختبار الخط الأفقي يحدد هل للدالة دالة عكسية. - الدوال التي تحقق علاقة **One-to-One** فقط هي التي تمتلك دالة عكسية.
عن هذا الدرس
مفهوم الدالة العكسية في هذا الدرس سنتعرف على مفهوم الدالة العكسية، ونفهم فكرتها، والعلاقة بينها وبين الدالة الأصلية، ثم نتعرف على الشروط اللازمة لوجود… هذا الدرس ضمن الفصل الثاني لمنهج الثانوية ثاني ثانوي في أكاديمية موسى.