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Vamos

Cómo encontrar una la función inversa

 

Recordemos que la función inversa de se define como aquella función tal que y . Por lo tanto, la podemos obtener a partir de .

 

Asimismo, la función inversa de se suele denotar como (notemos que el en la expresión anterior no se refiere a un exponente negativo, sino que solo indica que es la función inversa).

 

Nota: en general, para que una función tenga una función inversa, es necesario que la función sea uno-a-uno (o biyectiva). Cuando no se cumple esto, es necesario restringir el dominio.

 

Recordemos que una función uno-a-uno es aquella función que a cada elemento del dominio le asigna un valor diferente en el rango. Es decir, si entonces .

 

Método para encontrar la función inversa

 

1 Sustituye a por .

 

2 Despera la variable . Por lo que obtenemos una expresión de la forma

 

3 En sustituye las por .

 

4 Por último, cambia el del lado izquierdo por .

 

Ejemplo: Consideremos la función . Seguiremos el procedimiento para encontrar a la función inversa:

 

1 Sustituimos por : .

 

2 Despejamos :

 

 

donde

 

3 Intercambiamos las por :

 

 

4 Luego cambiamos la del lado izquierdo por :

 

 

Por último, comprobamos que la función sí sea la inversa:

 

 

de donde podemos observar que se cumple que .

 

Ejercicios propuestos

 

1 Encuentra la función inversa de la siguiente función lineal:

Encontraremos la función sin enlistar los pasos. Tenemos , donde sustituimos por :

 

 

Luego, despejamos :

 

 

Por último, sustituimos for y por :

 

 

la cual es la función inversa.

 


 

2 Encuentra la función inversa de la siguiente función

Primero sustituimos por :

 

 

Luego despejamos :

 

 

Es decir,

 

 

Por último, sustituimos por y por :

 

 

la cual es la función inversa.

 


 

3 Encuenta la función inversa de la siguiente función (no es necesario que simpliques):

Empezamos sustituyendo por :

 

 

Luego despejamos . Para esto primero multiplicamos por :

 

 

Luego pasamos las a un lado de la ecuación y los términos restantes al otro:

 

 

Por último, dividimos por :

 

 

Por lo tanto, la función inversa es

 

 


 

4 Calcula la función inversa de la siguiente función cuadrática

Notemos que no es una función uno-a-uno (por ejemplo ). Por lo tanto, no tiene una función inversa en todo el dominio.

 

Sin embargo, si consideramos como dominio al intervalo , entonces la función será uno-a-uno. En este caso, la inversa se obtiene de la siguiente manera:

 

 

Despejando (y utilizando el hecho de que en el dominio restringido):

 

 

Por lo tanto, en este caso la función inversa es

 

 

Por otro lado, si restringiéramos el dominio a , entonces la función inversa se obtiene de la siguiente manera:

 

 

Luego despejamos (que satisface ):

 

 

Por consiguiente, la función inversa es

 

 

Esto significa que es la inversa de solo cuando el dominio son los números reales no-negativos . Si el dominio son todos los números reales, la función no tiene inversa.

 


 

5 Encuenca la función inversa de la siguiente función

Empezamos sustituyendo por :

 

 

Luego despejamos :

 

 

Por lo que la función inversa es

 

 


 

6 Encuenta la función inversa de la siguiente función:

Empezamos sustituyendo por :

 

 

Luego, recordemos que el logaritmo natural satisface que

 

 

Así, aplicamos el logaritmo natural a ambos lados de la ecuación:

 

 

de este modo,

 

 

Por tanto, la función inversa es

 

 


 

7 Encuentra la función inversa de la siguiente función

Las funciones radicales sí son uno-a-uno, por lo tanto, sí tiene función inversa:

 

 

donde sabemos que . Luego elevamos al cuadrado ambos lados de la ecuación:

 

 

Por tanto, la función inversa es

 

 

donde (como hacemos el cambio de por , entonces al final es quien satisface que ).

 

En otras palabras, para que sea la función inversa de , se debe cumplir que tenga como dominio sólo a .

 


 

8 Encuentra la función inversa de

Sabemos que la función de raíz cubica es uno-a-uno, tiene como rango a todos los números reales, y su rango también son todos los números reales. Por lo tanto, tendrá una inversa cuyo dominio son todos los reales:

 

 

Elevamos al cubo ambos lados:

 

 

es decir,

 

 

Por lo tanto, la función inversa es

 

 


 

9 Encuentra la función inversa de

Asimismo, verifica que

a

 

b

Primero encontramos la función inversa, para eso sustituimos por :

 

 

Luego, despejamos :

 

 

es decir,

 

 

Ya tenemos despejada. Sin embargo, simplificamos un poco:

 

 

Por tanto, la inversa es

 

 

Ahora, verificamos lo que se nos pidió:

 

a Primero verificamos que . Para ello, sustituimos por su valor

 

 

Luego, evaluamos con el argumento dado,

 

 

Simplificamos,

 

 

es decir,

 

 

Por lo que se satisface la primera relación.

 

b Ahora verificaremos que . Primero sustituimos por su expresión:

 

 

Luego evaluamos :

 

 

es decir,

 

 

por tanto, la segunda relación también se cumple.

 


 

10 Calcula la inversa de la siguiente función

y verifica que .

Empezamos calculando la inversa, por lo que sustituimos por :

 

 

Luego, despejamos ; por lo que multiplicamos por :

 

 

Después, pasamos los términos con hacia el lado izquierdo de la igualdad, y los términos restantes al lado derecho:

 

 

Por lo tanto,

 

 

Es decir, la función inversa es

 

 

Ahora verificaremos que se cumpla que . Primero sustituimos la expresión de :

 

 

Ahora evaluamos la inversa:

 

 

Simplificamos:

 

 

Luego:

 

 

Por tanto, la relación sí se cumple.

 

 

11 Calcula la inversa de la función

Comenzamos por sustituir , luego depejamos para :


Es decir,



 

12 Calcula la inversa de la función en el dominio apropiado.

Primero notemos que esta no es una función inyectiva. De hecho, . Entonces, buscamos la inversa en el rango . Comenzamos por sustituir , luego depejamos para :


Es decir,


 

13 Calcula la inversa de la función

Comenzamos por sustituir , luego depejamos para :


Es decir,


 

14 Calcula la inversa de la función

Comenzamos por sustituir , luego depejamos para :


Es decir,


 

15 Calcula la inversa de la función

Comenzamos por sustituir , luego depejamos para :


Es decir,


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Marta

➗ Licenciada en Químicas da clase de Matemáticas, Física y Química -> Comparto aquí mi pasión por las matemáticas ➗