Обратная функция

Определение

Пусть функция $y=f(x)$ с областью определения $ D(f)$ и множеством значений $R(f)$. Обратная к $f$ — функция $f^{-1}$ определяется как функция с областью определения $D(f^{-1})=R(f)$  и множеством значений $R(f^{-1})=D(f)$ , такая что $f^{-1}(y)=x$ тогда и только тогда, когда $f(x)=y$. Таким образом,  $f^{-1}$ возвращает $y$ обратно в $x$.

График

Переход от функции $y=f(x)$, $x\in X$, к обратной функции $x=f^{-1}(y)$, $y\in Y$ (если она существует), сводится к изменению ролей множеств $X$ и $Y$. Следовательно, графики функций $y=f(x)$ и $x=f^{-1}(y)$ на плоскости $XOY$ совпадают. Но обычно и для обратной функции аргумент обозначают через $x$, т.е. записывают ее в виде $y=f^{-1}(x)$. График функции $y=f^{-1}(x)$ получается из графика функции $y=f(x)$ с помощью преобразования плоскости $XOY$, переводящей каждую точку $(x,y)$ в точку $(y,x)$, то есть симметрией относительно прямой $y=x$.

Graphic

Спойлер

  1. Найти функцию, обратную функции $y=3x+5$.
    Решение:
    Функция $y=3x+5$ определена и возрастает на всей числовой оси. Следовательно, обратная функция существует и возрастает. Разрешая уравнение относительно $x$ получим $x=\frac{y-5}{3}$.
  2. Показать, что функция $y=\frac{k}{x}$, на множестве $X = \{x \mid x > 0\}$, где $(k\neq 0)$ обратна сама себе.
    Решение:
    Функция $y=\frac{k}{x}$ определена и строго монотонна $x > 0$ . Следовательно, обратная функция существует. Область значений функции — в зависимости от $k$: если $k > 0$, то $y >0$; если $k < 0$, то $y <0$. Разрешая уравнение относительно $x$, получим $x = \frac{k}{y}$. Итак $f^{-1}(y)=\frac{k}{y}$, $f^{-1}(x) = \frac{k}{x} = f(x)$.

[свернуть]

Источники

  • Лысенко З.М. Конспект лекций по курсу математического анализа. (Тема «Свойства функций непрерывных на отрезке»).

Литература

Тест по теме «Обратная функция»

Обратная функция: 1 комментарий

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *