หนึ่งต่อหนึ่ง
one-to-one function ไม่ให้ x ต่างกันมี y ซ้ำกัน คุณสมบัตินี้ทำให้ inverse function (ฟังก์ชันที่ย้อนการจับคู่เดิม) เป็นฟังก์ชันได้
อ่านกราฟและแทนค่าในฟังก์ชันได้ พร้อมเข้าใจว่า domain ที่เลือกอาจเปลี่ยนคุณสมบัติของกราฟ
เข้าใจเนื้อหาและเงื่อนไข
1. นิยามฟังก์ชันหนึ่งต่อหนึ่ง
- นิยามเชิงตรรกศาสตร์:
- ฟังก์ชัน เป็นฟังก์ชันหนึ่งต่อหนึ่ง (One-to-One) บนโดเมน ก็ต่อเมื่อ:
- เทียบเท่ากับการกล่าวว่า: ค่า ที่ต่างกัน ย่อมให้ผลลัพธ์ ที่ต่างกันเสมอ ()
- การหักล้าง (Counterexample):
- พิสูจน์ว่าไม่เป็นฟังก์ชันหนึ่งต่อหนึ่งได้ง่าย ๆ เพียงยกตัวอย่างคู่เดียวที่ แต่ให้ เช่น บน ซึ่ง แต่
2. การทดสอบด้วยเส้นแนวนอน (Horizontal Line Test)
- หลักการ Horizontal Line Test:
- ลากเส้นตรงแนวนอน ขนานกับแกน ทุกระดับที่ผ่านกราฟ
- เป็นฟังก์ชันหนึ่งต่อหนึ่ง: เส้นแนวนอนทุกเส้นต้องตัดกราฟได้ไม่เกิน จุด
- ไม่เป็นฟังก์ชันหนึ่งต่อหนึ่ง: หากมีเส้นแนวนอนแม้เพียงเส้นเดียวที่ตัดกราฟตั้งแต่ จุดขึ้นไป
- ข้อพึงระวัง:
- อย่าสับสนกับ Vertical Line Test (ลากเส้นแนวตั้งเพื่อตรวจว่าเป็นฟังก์ชันหรือไม่)
- ต้องตรวจทุกระดับความสูงที่กราฟมีอยู่

- จุดสังเกตสำคัญในภาพ:
- การเปรียบเทียบสองกราฟ: แผงซ้ายแสดงกราฟ ถูกเส้น ตัด จุด (ไม่เป็น 1-to-1) ส่วนแผงขวาแสดง ถูกเส้น ตัดเพียงจุดเดียว (เป็น 1-to-1)
3. การจำกัดโดเมนเพื่อให้เป็นฟังก์ชันหนึ่งต่อหนึ่ง
- ฟังก์ชันที่ไม่เป็นหนึ่งต่อหนึ่งบนโดเมนเต็ม สามารถทำให้เป็นหนึ่งต่อหนึ่งได้โดยการตัดโดเมนให้เหลือเฉพาะช่วงที่กราฟเป็นฟังก์ชันเพิ่มทางเดียว (Strictly Increasing) หรือฟังก์ชันลดทางเดียว (Strictly Decreasing)
- เช่น บนช่วง เป็นฟังก์ชันเพิ่มทางเดียว จึงเป็นฟังก์ชันหนึ่งต่อหนึ่งบนช่วงนี้
ความรู้นี้ใช้กับโจทย์แบบไหน?
โจทย์ถามว่า inverse เป็นฟังก์ชันหรือไม่
สังเกตจากโจทย์: มีสมการซึ่งอาจให้ x สองค่า หรือกราฟโค้งกลับทิศ
เลือกวิธีคิด: ตรวจ one-to-one function บน domain จริงด้วย หรือ horizontal line test; ถ้าไม่ผ่านให้พิจารณาข้อจำกัด domain ที่โจทย์อนุญาต
โจทย์ให้กราฟและถามการจับคู่ซ้ำ
สังเกตจากโจทย์: กราฟมีช่วงเพิ่มและลดหรือรูปพาราโบลา
เลือกวิธีคิด: ลองเส้นระดับ y คงที่และนับจุดตัด ไม่ใช้เส้นตั้งแทน
ตัวอย่างโจทย์พร้อมวิธีคิด
ตัวอย่าง 1 · แยก one-to-one ด้วย domain
พิจารณา กรณี domain เป็น และ . กรณีใดเป็น one-to-one?
- บน เลือก x=-2 และ x=2 ได้ค่า f เท่ากันคือ 0 แต่ x ต่างกัน
- บน ถ้า จะได้ และเพราะ a,b ไม่ลบ จึงได้ a=b
- ดังนั้นเปลี่ยน domain แล้วสถานะ one-to-one เปลี่ยนได้
คำตอบ: ไม่เป็น one-to-one บน แต่เป็น one-to-one บน
ตรวจเหตุผล: ทดสอบเส้น y=0: domain แรกมีจุด x=-2 และ 2; domain ที่สองเหลือ x=2 จุดเดียว
ตัวอย่าง 2 · พิสูจน์ one-to-one ด้วยสมการ
พิสูจน์ว่า เป็น one-to-one บนจำนวนจริง
- สมมติ จะได้
- ตัด 1 แล้วใช้
- สำหรับจำนวนจริง พจน์กำลังสองรวมเป็นศูนย์ได้เมื่อ a=b=0; หรือใช้ว่า เพิ่มทางเดียว จึงได้ a=b
คำตอบ: h เป็น one-to-one function บน
ตรวจเหตุผล: กราฟลูกบาศก์เพิ่มตลอด; ทุกเส้นแนวนอนตัดกราฟครั้งเดียว