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FUNCIONES INVERSAS Función uno-a-uno Cada valor de la función en R corresponde a exactamente un elemento en D . Los valores del campo de valores no se comparten. Prueba de la línea horizontal • Esta prueba dice que una función f es uno-a- uno si cada línea horizontal interseca la gráfica de f en no más de un punto. Aquí f NO uno-a-uno. Ejemplo Use la prueba de la línea horizontal para determinar si f(x) = 3x + 2 es uno-a-uno: • Construir la gráfica de f… • Luego realizar la prueba de la línea horizontal. • f es uno-a-uno … Ejemplo Use la prueba de la línea horizontal para determinar si g(x) = x2 – 3 es uno-a-uno. • Construir la gráfica de f… • Luego realizar la prueba de la línea horizontal. • g NO es uno-a-uno, ya que existe al menos una línea horizontal que interseca la gráfica de g en dos puntos. Funciones crecientes/decrecientes • Una función que es creciente en todo su dominio es uno-a-uno; • Una función que es decreciente en todo su dominio es uno-a-uno; Funciones Inversas • Si f es una función uno-a-uno, definida de D a R, y = f(x), entonces podemos definir una función g de R a D mediante la regla x = g(y) . • El diagrama muestra que g invierte la correspondencia definida por f : • Llamaremos g la función inversa de f y escribimos 𝑔 = 𝑓−1(𝑥) . Teorema sobre funciones inversas • Sea f una función uno-a-uno con dominio D y rango R . • Si g es una función con dominio R y rango D , entonces g es la función inversa de f si y solo si se cumple lo siguiente : – g(f(x)) = x para todo x en D – f(g(y)) = x para todo y en R • A la función g que es la inversa de f, le designamos la notación f -1 (x). Ejemplo • Hallar la función inversa de f(x) = 3x - 5 : 1. Verificar si f(x) es uno a uno. Esta es una función linear. Su pendiente es positiva. Por lo tanto, f es creciente en todo su dominio y es una función uno-a-uno. 2. Invertimos variables x = 3y - 5 3. Resolvemos la ecuación para y: x + 5 = 3y 𝑥+5 3 = 𝑦 𝑦 = 𝑥+5 3 o 𝑓−1(𝑥) = 𝑥+5 3 Ejemplo (cont) 4. Verificaciones usando composición: 𝑓−1(𝑥) = 𝑥 + 5 3 f(x) = 3x - 5 Graficas de f -1 • Como una funcion y su inversa intercambian su dominio y rango, – el punto (a, b) está en la gráfica de f si y solo si… – el punto (b, a) está en la gráfica de f -1 . • Las gráficas de f(x) y f -1(x) son reflexiones sobre la recta y = x. Ejemplo: Trace las gráficas de f(x) = 3x - 5 𝑓−1(𝑥) = 𝑥 + 5 3 x f-1 (x)x f(x) -3 -2 -1 0 1 2 3 x f(x) -3 -14 -2 -11 -1 -8 0 -5 1 -2 2 1 3 4 x f-1 (x) -14 -3 -11 -2 -8 -1 -5 0 -2 1 1 2 4 3 Ejemplo: Determine, f -1 (x), si existe, • D: [-3, ∞) ; R: [0, ∞) • f(x) es creciente en todo su dominio, por lo tanto tiene inversa 𝑦 = 𝑥 + 3 x= 𝑦 + 3 x2 = y + 3 y = x2 – 3 f-1 (x) = x2 – 3; D: [0, ∞); R: [-3, ∞) para f(x) = 𝑥 + 3 Ejemplo: Dado que f es una función uno-a- uno, hallar f -1 (x). Indicar su domino y campo de valores. • Solución: 𝒇−𝟏 𝒙 = −𝟒𝒙 − 𝟓 𝟕𝒙 − 𝟐 Dom: 𝒇−𝟏 𝒙 𝑥 𝑥 ≠ 2 7 Rango: 𝑥 𝑥 ≠ − 4 7 Trace la gráfica de la función inversa de la función que se muestra. Dominio: Rango: Dominio:[-7,9] Rango: [-1, 3] X Y -7 0 1 2 9 X Y -7 3 0 2 1 1 2 0 9 -1 Trace la gráfica de la función inversa de la función que se muestra. Dominio f-1(x): Rango f-1(x): X Y -7 0 1 2 9 Dominio f-1(x): [-1, 3] Rango f-1(x): [-7,9] X Y 3 -7 2 0 1 1 0 2 -1 9 Trace la gráfica de la función inversa de la función que se muestra. Dominio f-1(x): [9, -7] Rango f-1(x): [-1,3] X Y 3 -7 2 0 1 1 0 2 -1 9 Ejemplo: Determine, si f y g son inversas. 𝑓 𝑥 = 2 𝑥3 + 1 g 𝑥 = 3 2−𝑥 𝑥 𝑓 𝑔 𝑥 = 2 3 2 − 𝑥 𝑥 3 + 1 𝑓 𝑔 𝑥 = 2 2 − 𝑥 𝑥 + 1 𝑓 𝑔 𝑥 = 2 2 − 𝑥 + 𝑥 𝑥 𝑓 𝑔 𝑥 = 2 2 𝑥 = 2 𝑥 2 = 𝑥 𝑔 𝑓 𝑥 = 3 2 − 2 𝑥3 + 1 2 𝑥3 + 1 𝑔 𝑓 𝑥 = 3 2 𝑥3 + 1 − 2 𝑥3 + 1 2 𝑥3 + 1 𝑔 𝑓 𝑥 = 3 2𝑥3 + 2 − 2 𝑥3 + 1 2 𝑥3 + 1 𝑔 𝑓 𝑥 = 3 2𝑥3 𝑥3 + 1 ∗ 𝑥3 + 1 2 = 3 𝑥3 = 𝑥 Si, son inversas.
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