Chapter 1: Graphical Representation of Functions

FSc Part 2 Mathematics Chapter 1 Complete Guide Book — Graphical Representation of Functions | PunjabTest.com

Home > PunjabTest.com > FSc Part 2 > Mathematics — all chapters > Chapter 1: Graphical Representation of Functions

اس chapter میں topics (Topics in this chapter)

  1. 1. Quadratic Graphs by Factorization — فیکٹرائزیشن سے کوانڈریٹک گراف
  2. 2. Algebraic and Transcendental Functions — الجبرک اور ٹرانسینڈینٹل فنکشنز
  3. 3. Exponential and Logarithmic Functions — ایکسپونینشل اور لوگارتھمک فنکشنز
  4. 4. Hyperbolic Functions — ہائپربولک فنکشنز
  5. 5. Inverse Functions and Their Graphs — معکوس فنکشنز اور ان کے گراف
  6. 6. Transformations and Exponential/Log Equations — گراف کی تبدیلیاں اور ایکسپونینشل مساواتیں
  7. 📝 Selected Solved Questions from the Official Book Exercise
  8. 📌 Chapter Summary & Guidance
INTRODUCTION

This unit teaches you to read a function from its picture: where it cuts the axes, where it turns, and how the graph moves when the equation changes. Quadratic graphs by factorization come first, then algebraic and transcendental functions, exponential and logarithmic functions, hyperbolic functions, inverse functions and graph transformations.

تعارف

اس یونٹ میں آپ فنکشن کو اس کی تصویر سے پڑھنا سیکھیں گے: گراف محوروں کو کہاں کاٹتا ہے، کہاں مڑتا ہے، اور مساوات بدلنے سے گراف کیسے حرکت کرتا ہے۔ پہلے فیکٹرائزیشن سے کوانڈریٹک گراف، پھر الجبرک اور ٹرانسینڈینٹل فنکشنز، ایکسپونینشل اور لوگارتھمک فنکشنز، ہائپربولک فنکشنز، معکوس فنکشنز اور گراف کی تبدیلیاں پڑھیں گے۔

1. Quadratic Graphs by Factorizationفیکٹرائزیشن سے کوانڈریٹک گراف
🏷 Tags: quadratic, factor form, parabola, vertex, roots, x-intercept

For y = ax² + bx + c, factorize as y = a(x − h)(x − k) with h ≤ k. The graph is a parabola cutting the x-axis at (h, 0) and (k, 0). The vertex lies halfway between the roots, at x = (h + k)/2. If a > 0 it opens upward; if a < 0 it opens downward.

Worked example: Sketch y = 3(x + 1)(x − 1). Roots: x = −1 and x = 1. Vertex: x = 0, y = 3(1)(−1) = −3, so vertex (0, −3), opening upward.

y = ax² + bx + c کو y = a(x − h)(x − k) کی صورت میں فیکٹرائز کریں۔ گراف ایک پیرابولا ہے جو x-axis کو (h, 0) اور (k, 0) پر کاٹتا ہے۔ ورٹیکس دونوں روٹس کے درمیان x = (h + k)/2 پر ہوتا ہے۔ اگر a > 0 ہو تو پیرابولا اوپر کی طرف اور اگر a < 0 ہو تو نیچے کی طرف کھلتا ہے۔

حل شدہ مثال: y = 3(x + 1)(x − 1) کے روٹس x = −1 اور x = 1 ہیں۔ ورٹیکس (0, −3) ہے اور پیرابولا اوپر کی طرف کھلتا ہے۔
Parabola y = 3(x + 1)(x − 1) with vertex (0, −3)
Parabola samjho: factor form سے roots سیدھا نظر آتے ہیں, vertex دونوں roots کے بیچ میں ہوتا ہے, اور a کا نشان بتاتا ہے کہ parabola اوپر کھلے گا یا نیچے.
2. Algebraic and Transcendental Functionsالجبرک اور ٹرانسینڈینٹل فنکشنز
🏷 Tags: algebraic, transcendental, polynomial, rational, root function

Algebraic functions are built from powers, roots and rational operations — polynomials, rational functions and root functions. Transcendental functions cannot be written that way: trigonometric, exponential and logarithmic functions are the main examples. Knowing the family tells you the graph's shape before you plot a single point.

Worked example: y = x³ is algebraic (a polynomial); y = 2ˣ is transcendental. The first grows like a cubic, the second grows faster than any polynomial for large x.

الجبرک فنکشنز طاقتوں، جزر اور نسبتی عملوں سے بنتے ہیں — پولینومیل، ریشنل اور روٹ فنکشنز۔ ٹرانسینڈینٹل فنکشنز اس طرح نہیں لکھے جا سکتے: مثلثی، ایکسپونینشل اور لوگارتھمک فنکشنز اس کی اہم مثالیں ہیں۔ خاندان معلوم ہو تو گراف کی شکل پہلے سے اندازہ ہو جاتی ہے۔

حل شدہ مثال: y = x³ الجبرک ہے جبکہ y = 2ˣ ٹرانسینڈینٹل ہے۔ بڑی x کے لیے دوسرا کسی بھی پولینومیل سے تیز بڑھتا ہے۔
Exponential growth outruns polynomial growth
Function ki qism samjho: جو function powers, roots اور rational operations سے بنے وہ algebraic ہے; باقی جیسے eˣ, ln x اور sin x transcendental ہیں.
3. Exponential and Logarithmic Functionsایکسپونینشل اور لوگارتھمک فنکشنز
🏷 Tags: exponential, logarithm, laws of logs, growth, decay, compound interest

y = aˣ (a > 0, a ≠ 1) always passes through (0, 1) and never touches the x-axis. Its inverse is y = log_a x, defined only for x > 0. Laws of logarithms: log(ab) = log a + log b; log(a/b) = log a − log b; log(aⁿ) = n log a; change of base: log_a x = ln x / ln a.

Worked example: Solve 2ˣ = 32. Write 32 = 2⁵, so x = 5. In logs: x = log₂32 = 5.

y = aˣ ہمیشہ (0, 1) سے گزرتا ہے اور x-axis کو کبھی نہیں چھوتا۔ اس کا معکوس y = log_a x ہے جو صرف x > 0 کے لیے تعریف شدہ ہے۔ لوگارتھم کے قوانین: log(ab) = log a + log b؛ log(a/b) = log a − log b؛ log(aⁿ) = n log a۔

حل شدہ مثال: 2ˣ = 32 کو حل کریں۔ 32 = 2⁵ ہے، اس لیے x = 5۔
The exponential curve y = 2^x
Exponential samjho: y = aˣ ہمیشہ (0,1) سے گزرتا ہے اور x-axis کو کبھی نہیں چھوٹا; اسکا inverse log ہے جو صرف x > 0 کے لیے ہے.
4. Hyperbolic Functionsہائپربولک فنکشنز
🏷 Tags: sinh, cosh, hyperbola, catenary, identity

sinh x = (eˣ − e⁻ˣ)/2 and cosh x = (eˣ + e⁻ˣ)/2. They are named for the hyperbola, just as sine and cosine are named for the circle. The key identity is cosh²x − sinh²x = 1, and tanh x = sinh x / cosh x. The graph of cosh x is a catenary — the shape of a hanging chain.

Worked example: cosh 0 = (1 + 1)/2 = 1 and sinh 0 = (1 − 1)/2 = 0, so the point (cosh 0, sinh 0) = (1, 0) lies on the hyperbola x² − y² = 1.

sinh x = (eˣ − e⁻ˣ)/2 اور cosh x = (eˣ + e⁻ˣ)/2 ہیں۔ ان کا نام ہائپربولا سے ہے، جیسے سائن اور کوسائن کا نام دائرے سے ہے۔ اہم شناخت cosh²x − sinh²x = 1 ہے۔ cosh x کا گراف لٹکی ہوئی زنجیر کی شکل (catenary) بناتا ہے۔

حل شدہ مثال: cosh 0 = 1 اور sinh 0 = 0 ہے، اس لیے نقطہ (1, 0) ہائپربولا x² − y² = 1 پر ہے۔
The catenary y = cosh x
Hyperbolic samjho: sinh اور cosh, eˣ اور e⁻ˣ سے بنتے ہیں اور ان کی پہچان cosh²x − sinh²x = 1 ہے — بالکل circle والی identity جیسی.
5. Inverse Functions and Their Graphsمعکوس فنکشنز اور ان کے گراف
🏷 Tags: inverse function, one-to-one, reflection, y = x, domain, range

Only a one-to-one function has an inverse. The graph of f⁻¹ is the reflection of the graph of f in the line y = x: the point (a, b) on f becomes (b, a) on f⁻¹. Domain of f⁻¹ = range of f, and range of f⁻¹ = domain of f. Check: f(f⁻¹(x)) = x and f⁻¹(f(x)) = x.

Worked example: f(x) = 2x + 3 gives f⁻¹(x) = (x − 3)/2. Check: f(f⁻¹(x)) = 2(x − 3)/2 + 3 = x. ✓

صرف یک رخی (one-to-one) فنکشن کا معکوس ہوتا ہے۔ f⁻¹ کا گراف f کے گراف کا y = x لائن میں عکس ہوتا ہے: f پر نقطہ (a, b) ہو تو f⁻¹ پر (b, a) ہوگا۔ f⁻¹ کا ڈومین f کی رینج کے برابر ہوتا ہے۔

حل شدہ مثال: f(x) = 2x + 3 کا معکوس f⁻¹(x) = (x − 3)/2 ہے۔ تصدیق: f(f⁻¹(x)) = x۔
Inverse graphs are reflections in y = x
Inverse graph samjho: f⁻¹ کا graph, f کے graph کا y = x میں عکس ہے — point (a,b) بن جاتا ہے (b,a).
6. Transformations and Exponential/Log Equationsگراف کی تبدیلیاں اور ایکسپونینشل مساواتیں
🏷 Tags: transformation, shift, stretch, compression, exponential equation

Shifts: f(x − 2) moves the graph 2 units right (not left!); f(x) + 3 moves it 3 units up. Stretching: 2f(x) stretches vertically by 2; f(2x) compresses horizontally by 2. Growth and decay: N = N₀e^{kt} models population growth (k > 0) and radioactive decay (k < 0). Sound level in decibels: L = 10 log₁₀(I/I₀).

Worked example: N = 300e^{0.02t} reaches 600 when e^{0.02t} = 2, so t = ln 2 / 0.02 ≈ 34.7 hours.

شفٹ: f(x − 2) گراف کو 2 یونٹ دائیں لے جاتا ہے (بائیں نہیں!)؛ f(x) + 3 اسے 3 یونٹ اوپر لے جاتا ہے۔ کھچاؤ: 2f(x) عمودی طور پر 2 گنا کھینچتا ہے۔ بڑھوتری اور زوال: N = N₀e^{kt} آبادی کی بڑھوتری اور تابکار زوال کا ماڈل ہے۔

حل شدہ مثال: N = 300e^{0.02t} برابر 600 ہو تو t = ln 2 / 0.02 ≈ 34.7 گھنٹے۔
Shifting a graph: f(x − 2) moves right
Shift samjho: f(x − 2) graph کو 2 unit دائیں لے جاتا ہے, بائیں نہیں — یہی غلطی اکثر ہوتی ہے, اس سے بچو.
📝 Selected Solved Questions from the Official Book Exercise📝 کتاب کی ایکسرسائز — منتخب حل شدہ سوالات
EXERCISE NOTE

The questions below are taken from this unit's exercise in the official PECTAA Mathematics 12 textbook (National Curriculum of Pakistan 2023, session 2026–27). Only selected questions are solved here — the full exercise is in the book itself. Solutions are worked step by step by this guide book; final answers agree with the book's Answers section where it gives them.

مشق کی وضاحت

نیچے دیے گئے سوالات سرکاری PECTAA ریاضی 12 کی کتاب کی اس یونٹ کی ایکسرسائز سے لیے گئے ہیں (نیشنل کریکولم 2023، سیشن 2026–27)۔ یہاں صرف منتخب سوالات حل کیے گئے ہیں — مکمل ایکسرسائز کتاب میں موجود ہے۔ حل مرحلہ وار اس گائیڈ بک نے تیار کیے ہیں۔

KITAB KI EXERCISE — SELECTED

یہ سوال کتاب کے printed pages 1–33 والی unit کی exercise سے منتخب کیے گئے ہیں — نیچے 5 حل شدہ سوال ہیں. یہ پوری exercise کا ہر سوال نہیں ہے; جو سوال یہاں نہیں ہیں انھیں invent کر کے نہیں لکھا گیا. اس کے بعد SLO-based practice MCQs ہیں, جو کتاب کی exercise سے نہیں, board pattern کی practice کے لیے لکھے گئے ہیں.

Exercise 1.5, Q1 — A population is given by N = 300e^{0.02t}, where t is measured in hours. Find the time when the population becomes 600.

ایکسرسائز 1.5، سوال 1 — آبادی N = 300e^{0.02t} سے دی گئی ہے، جہاں t گھنٹوں میں ہے۔ وہ وقت معلوم کریں جب آبادی 600 ہو جائے۔

Answer / جواب دیکھیں

Set 300e^{0.02t} = 600, so e^{0.02t} = 2. Take natural logs: 0.02t = ln 2, so t = ln 2 / 0.02 ≈ 0.6931 / 0.02 ≈ 34.66 hours.
300e^{0.02t} = 600 رکھیں تو e^{0.02t} = 2۔ قدرتی لوگارتھم لیں: 0.02t = ln 2، اس لیے t = ln 2 / 0.02 ≈ 34.66 گھنٹے۔

Exercise 1.5, Q2 — A culture grows according to N = 150e^{kt}, where time t is measured in hours. After 10 hours, the population becomes 250. Find the growth constant k.

ایکسرسائز 1.5، سوال 2 — ایک کلچر N = 150e^{kt} کے مطابق بڑھتا ہے۔ 10 گھنٹوں بعد آبادی 250 ہو جاتی ہے۔ گروتھ کانسٹینٹ k معلوم کریں۔

Answer / جواب دیکھیں

150e^{10k} = 250, so e^{10k} = 5/3. Then 10k = ln(5/3) ≈ 0.5108, so k ≈ 0.0511 per hour.
150e^{10k} = 250 ہو تو e^{10k} = 5/3۔ پھر 10k = ln(5/3) ≈ 0.5108، اس لیے k ≈ 0.0511 فی گھنٹہ۔

Exercise 1.5, Q9 — A sum of Rs. 4000 is invested at 6% per annum, compounded annually for 3 years. Find the final amount.

ایکسرسائز 1.5، سوال 9 — 4000 روپے 6 فیصد سالانہ کی شرح سے 3 سال کے لیے سالانہ کمپاؤنڈ پر لگائے گئے۔ حتمی رقم معلوم کریں۔

Answer / جواب دیکھیں

A = 4000(1.06)³ = 4000 × 1.191016 = Rs. 4764.06.
A = 4000(1.06)³ = 4000 × 1.191016 = 4764.06 روپے۔

Exercise 1.5, Q11 — A sum of Rs. 3000 is invested at 5% per annum, compounded continuously for 4 years. Find the final amount.

ایکسرسائز 1.5، سوال 11 — 3000 روپے 5 فیصد سالانہ کی شرح سے 4 سال کے لیے مسلسل کمپاؤنڈ پر لگائے گئے۔ حتمی رقم معلوم کریں۔

Answer / جواب دیکھیں

A = 3000e^{0.05×4} = 3000e^{0.2} = 3000 × 1.22140 = Rs. 3664.21.
A = 3000e^{0.2} = 3000 × 1.22140 = 3664.21 روپے۔

Exercise 1.5, Q12 — An amount of Rs. 2000 becomes 3320.12 under continuous compounding at 6% per annum. Find the time t.

ایکسرسائز 1.5، سوال 12 — 2000 روپے مسلسل کمپاؤنڈنگ سے 6 فیصد سالانہ پر 3320.12 ہو جاتے ہیں۔ وقت t معلوم کریں۔

Answer / جواب دیکھیں

2000e^{0.06t} = 3320.12, so e^{0.06t} = 1.66006. Then 0.06t = ln(1.66006) ≈ 0.5070, so t ≈ 8.45 years.
2000e^{0.06t} = 3320.12 ہو تو e^{0.06t} = 1.66006۔ پھر 0.06t ≈ 0.5070، اس لیے t ≈ 8.45 سال۔

Quick Check — SLO-based Practice MCQs (not from the book exercise)فوری جائزہ — ایس ایل او پر مبنی پریکٹس MCQs (کتاب کی ایکسرسائز سے نہیں)

These three MCQs are board-pattern practice written for this guide book. Answers are in the accordion below. They are NOT questions from the book exercise — the correct option in each list is also marked (✓).

1. The vertex of y = 3(x + 1)(x − 1) is:

Answer / جواب

Correct answer: (B) (0, −3) — SLO-based practice MCQ (not from the book exercise).

2. f(x − 2) shifts the graph of f:

Answer / جواب

Correct answer: (B) 2 units right — SLO-based practice MCQ (not from the book exercise).

3. log₂32 equals:

Answer / جواب

Correct answer: (B) 5 — SLO-based practice MCQ (not from the book exercise).

📌 باب کا خلاصہ و رہنمائی — اس باب میں کیا ہے؟
ENGLISH SUMMARY

Graphical Representation of Functions — For y = ax² + bx + c, factorize as y = a(x − h)(x − k) with h ≤ k. Algebraic functions are built from powers, roots and rational operations — polynomials, rational functions and root functions. y = aˣ (a > 0, a ≠ 1) always passes through (0, 1) and never touches the x-axis. sinh x = (eˣ − e⁻ˣ)/2 and cosh x = (eˣ + e⁻ˣ)/2. Only a one-to-one function has an inverse. Shifts: f(x − 2) moves the graph 2 units right (not left!); f(x) + 3 moves it 3 units up.

Revision guidance: پہلے 5 حل شدہ سوال خود حل کرنے کی کوشش کرو, پھر جواب سے ملاؤ; 3 practice MCQs بھی خود حل کرو. جو formula اس chapter میں ہے, اسے لکھ کر یاد کرو — رٹا نہیں, سمجھ کر. پوری exercise کے باقی سوال کتاب سے حل کرو; یہ page منتخب سوالوں کا guide ہے, پوری exercise کا متبادل نہیں.

اردو خلاصہ

y = ax² + bx + c کو y = a(x − h)(x − k) کی صورت میں فیکٹرائز کریں۔ گراف ایک پیرابولا ہے جو x-axis کو (h, 0) اور (k, 0) پر کاٹتا ہے۔ ورٹیکس دونوں روٹس کے درمیان x = (h + k)/2 پر ہوتا ہے۔ اگر a > 0 ہو تو پیرابولا اوپر کی طرف اور اگر a < الجبرک فنکشنز طاقتوں، جزر اور نسبتی عملوں سے بنتے ہیں — پولینومیل، ریشنل اور روٹ فنکشنز۔ ٹرانسینڈینٹل فنکشنز اس طرح نہیں لکھے جا سکتے: مثلثی، ایکسپونینشل اور لوگارتھمک فنکشنز اس کی اہم مثالیں ہیں۔ خاندان معلوم ہو تو گراف کی شکل پہلے سے اندا y = aˣ ہمیشہ (0, 1) سے گزرتا ہے اور x-axis کو کبھی نہیں چھوتا۔ اس کا معکوس y = log_a x ہے جو صرف x > 0 کے لیے تعریف شدہ ہے۔ لوگارتھم کے قوانین: log(ab) = log a + log b؛ log(a/b) = log a − log b؛ log(aⁿ) = n log a۔حل شدہ مثال: 2ˣ = 32 کو sinh x = (eˣ − e⁻ˣ)/2 اور cosh x = (eˣ + e⁻ˣ)/2 ہیں۔ ان کا نام ہائپربولا سے ہے، جیسے سائن اور کوسائن کا نام دائرے سے ہے۔ اہم شناخت cosh²x − sinh²x = 1 ہے۔ cosh x کا گراف لٹکی ہوئی زنجیر کی شکل (catenary) بناتا ہے۔حل شدہ مثال: cosh 0 = 1 اور صرف یک رخی (one-to-one) فنکشن کا معکوس ہوتا ہے۔ f⁻¹ کا گراف f کے گراف کا y = x لائن میں عکس ہوتا ہے: f پر نقطہ (a, b) ہو تو f⁻¹ پر (b, a) ہوگا۔ f⁻¹ کا ڈومین f کی رینج کے برابر ہوتا ہے۔حل شدہ مثال: f(x) = 2x + 3 کا معکوس f⁻¹(x) = (x − 3)/2 ہ شفٹ: f(x − 2) گراف کو 2 یونٹ دائیں لے جاتا ہے (بائیں نہیں!)؛ f(x) + 3 اسے 3 یونٹ اوپر لے جاتا ہے۔ کھچاؤ: 2f(x) عمودی طور پر 2 گنا کھینچتا ہے۔ بڑھوتری اور زوال: N = N₀e^{kt} آبادی کی بڑھوتری اور تابکار زوال کا ماڈل ہے۔حل شدہ مثال: N = 300e^{

اس باب کے موضوعات: فیکٹرائزیشن سے کوانڈریٹک گراف · الجبرک اور ٹرانسینڈینٹل فنکشنز · ایکسپونینشل اور لوگارتھمک فنکشنز · ہائپربولک فنکشنز · معکوس فنکشنز اور ان کے گراف · گراف کی تبدیلیاں اور ایکسپونینشل مساواتیں · مشق

رہنمائی: پہلے حل شدہ سوالات خود حل کرنے کی کوشش کریں، پھر جوابات سے ملائیں؛ پریکٹس MCQs بھی خود حل کریں۔

🎯 مزید MCQs اور Tests کے لیے

Chapter-wise tests, fresh random papers اور instant score کے لیے PunjabTest.com کا میں test section دیکھو:

PunjabTest.com — Tests →

PunjabTest.com — Complete Guide Book • FSc Part 2 Mathematics, Chapter 1 (PECTAA New Book, Session 2026–27) • English + Urdu

← FSc Part 2 Mathematics — all chaptersChapter 2: Further Differentiation →