Las funciones juegan un papel muy importante en matemática. Una precisa definición es la siguiente.
Sea f una relación de A en B. Entonces f es una función de A en B (denotado f : A → B y se lee “f es una función de A en B”) si y sólo si
a) Dom(f) = A
b) ∀ x ∈ A, ∀ y, z ∈ B [(x, y) ∈ f ∧ (x, z) ∈ f] → y = z.
En palabras, lo anterior dice que si f es una relación de A en B tal que para cada x ∈ A existe exactamente un y ∈ B tal que (x, y) ∈ f, entonces f es una función
La condición a) garantiza que para cada x ∈ A existe al menos un tal “y” y la condición b) garantiza que hay a lo más uno. Asá, tomados juntos, hay exactamente uno.
En lenguaje cotidiano o más simple, diremos que las funciones matemáticas equivalen al proceso lógico común que se expresa como “depende de”.
Las funciones matemáticas pueden referirse a situaciones cotidianas, tales como: el costo de una llamada telefónica que depende de su duración, o el costo de enviar una encomienda que depende de su peso.
A modo de ejemplo, ¿cuál sería la regla que relaciona los números de la derecha con los de la izquierda en la siguiente lista?:
1 --------> 1
2 --------> 4
3 --------> 9
4 --------> 16
Los números de la derecha son los cuadrados de los de la izquierda.
La regla es entonces "elevar al cuadrado":
1 --------> 1
2 --------> 4
3 --------> 9
4 --------> 16
x --------> x 2 .
Para referirse a esta regla podemos usar un nombre, que por lo general es la letra f (de función). Entonces, f es la regla "elevar al cuadrado el número".
Usualmente se emplean dos notaciones:
x --------> x 2 o f(x) = x 2 .
Así, f(3) significa aplicar la regla f a 3. Al hacerlo resulta 3 2 = 9.
Entonces f(3) = 9. De igual modo f(2) = 4, f(4) = 16, f(a) = a 2 , etc.
Ejemplo 1
Correspondencia entre las personas que trabajan en una oficina y su peso expresado en kilos
Conjunto X
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Conjunto Y
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Ángela
|
55
|
Pedro
|
88
|
Manuel
|
62
|
Adrián
|
88
|
Roberto
|
90
|
Cada persona (perteneciente al conjunto X o dominio ) constituye lo que se llama la entrada o variable independiente . Cada peso (perteneciente al conjunto Y o codominio ) constituye lo que se llama la salida o variable dependiente . Notemos que una misma persona no puede tener dos pesos distintos. Notemos también que es posible que dos personas diferentes tengan el mismo peso.
Ejemplo 2
Correspondencia entre el conjunto de los números reales (variable independiente) y el mismo conjunto (variable dependiente), definida por la regla "doble del número más 3".
x -------> 2x + 3 o bien f(x) = 2x + 3
Algunos pares de números que se corresponden por medio de esta regla son:
Conjunto X
|
Conjunto Y
|
Desarrollo
|
− 2
|
− 1
|
f(−2) = 2(−2) + 3 = −4 + 3 = − 1
|
− 1
|
1
|
f(−1) = 2(−1) + 3 = −2 + 3 = 1
|
0
|
3
|
f(0) = 2(0) + 3 = 0 + 3 = 3
|
1
|
5
|
f(1) = 2(1) + 3 = 2 + 3 = 5
|
2
|
7
|
f(2) = 2(2) + 3 = 4 + 3 = 7
|
3
|
9
|
f(3) = 2(3) + 3 = 6 + 3 = 9
|
4
|
11
|
f(4) = 2(4) + 3 = 8 + 3 = 11
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