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{1, 2, 3, 4} से स्वयं पर कितने आच्छादक फलन हैं?

यह प्रश्न क्या जाँचता है: किसी परिमित समुच्चय से स्वयं पर आच्छादक फलनों की गिनती।

उत्तर देखें

उत्तर: C. 24

सीमित समुच्चय को स्वयं पर प्रतिचित्रित करने में आच्छादक का अर्थ एकैकी भी है, अतः संख्या 4! = 24।

समस्या बताएँ

आसान व्याख्या

जब फलन किसी परिमित समुच्चय से उसी आकार के समुच्चय पर हो, तो आच्छादक और एकैकी साथ-साथ चलते हैं: केवल 4 इनपुट से सभी 4 आउटपुट तक पहुँचना हो, तो कोई दो इनपुट एक ही आउटपुट पर नहीं जा सकते। इसलिए {1, 2, 3, 4} से स्वयं पर हर आच्छादक फलन बस 4 अवयवों की एक व्यवस्था (क्रमचय) है।
अब विकल्प गिनें: 1 को 4 में से किसी भी अवयव पर, 2 को बचे 3 में से किसी पर, 3 को बचे 2 में से किसी पर और 4 को आख़िरी वाले पर भेजा जा सकता है। इससे 4 × 3 × 2 × 1 = 4! = 24 आच्छादक फलन मिलते हैं।

बाक़ी विकल्प क्यों नहीं?

  • A. 4 — 4 केवल समुच्चय का आकार (या एक अवयव के विकल्प) है, पूरे फलनों की संख्या नहीं।
  • B. 16 — 16 = 4², A × A में क्रमित युग्मों की संख्या है, आच्छादक फलनों की नहीं।
  • D. 256 — 256 = 4⁴ समुच्चय से स्वयं पर हर फलन गिनता है, उनमें वे भी जो कुछ आउटपुट छोड़ देते हैं; इनमें से ज़्यादातर आच्छादक नहीं हैं।

एनिमेशन से समझें

  1. आच्छादक

    {1, 2, 3, 4} का हर अवयव किसी न किसी इनपुट का प्रतिबिंब होना चाहिए।

  2. 4 इनपुट4 आउटपुट

    दोनों ओर आकार बराबर है, इसलिए आच्छादक का अर्थ एकैकी भी है: कोई आउटपुट साझा नहीं हो सकता।

  3. विकल्प गिनें

    1. 1 → 4 विकल्प
    2. 2 → 3 विकल्प
    3. 3 → 2 विकल्प
    4. 4 → 1 विकल्प

    हर इनपुट वह आउटपुट लेता है जो पहले वाले इनपुट ने नहीं लिया।

  4. 4! = 24

    4 × 3 × 2 × 1 = 24 आच्छादक फलन।

चित्र से समझें

  1. अवयव 14 विकल्प
  2. अवयव 23 विकल्प
  3. अवयव 32 विकल्प
  4. अवयव 41 विकल्प → 4 × 3 × 2 × 1 = 24
हर अवयव के विकल्प

असल ज़िंदगी में

  • 4 दोस्तों को 4 कुर्सियों पर, हर कुर्सी पर एक और कोई कुर्सी ख़ाली न रहे, 4! = 24 तरीक़ों से बिठाया जा सकता है — वही गिनती।
  • 4 अलग-अलग इनाम 4 विद्यार्थियों को इस तरह बाँटना कि हर एक को ठीक एक इनाम मिले: 24 तरीक़े।

मुख्य बिंदु

  • परिमित समुच्चय से स्वयं पर फलन तभी आच्छादक होता है जब वह एकैकी हो।
  • n अवयवों वाले समुच्चय से स्वयं पर एकैकी आच्छादक फलनों की संख्या n! है।
  • n अवयवों वाले समुच्चय से स्वयं पर कुल फलन nⁿ होते हैं; n = 4 के लिए 256।
  • {1, 2, 3, 4} के लिए: 4! = 24।

सूत्र

n! = n × (n − 1) × (n − 2) × … × 2 × 1

nसमुच्चय के अवयवों की संख्या
n!n क्रमगुणित — समुच्चय से स्वयं पर आच्छादक (एकैकी) फलनों की संख्या

किसी परिमित समुच्चय से स्वयं पर, या समान अवयव-संख्या वाले किसी समुच्चय पर फलनों के लिए लागू।

हल किया हुआ उदाहरण

प्रश्न: {a, b, c, d, e} से स्वयं पर कितने आच्छादक फलन हैं?

  1. समुच्चय में n = 5 अवयव हैं, और परिमित समुच्चय से स्वयं पर फलन तभी आच्छादक है जब वह एकैकी हो।
  2. इसलिए 5 अवयवों की व्यवस्थाएँ गिनें: n! = 5!।
  3. 5! = 5 × 4 × 3 × 2 × 1 = 120।

उत्तर: 120 आच्छादक फलन

आम ग़लतियाँ

  • सभी फलन गिन लेना: 4⁴ = 256।

    आच्छादक फलन को हर आउटपुट लेना होता है; 4 अवयवों से 4 अवयवों पर केवल 4! = 24 व्यवस्थाएँ ऐसा करती हैं।

  • 4 × 3 × 2 × 1 के बजाय 4 × 4 = 16 गुणा करना।

    एक बार कोई आउटपुट प्रयोग हो जाए तो वह दोबारा नहीं लिया जा सकता, इसलिए हर बार विकल्प एक कम होते हैं।

  • परिमित समुच्चय से स्वयं पर फलन में आच्छादक और एकैकी को असंबंधित मानना।

    परिमित समुच्चय से स्वयं पर, आच्छादक, एकैकी और एकैकी-आच्छादी तीनों का एक ही अर्थ है।