Omvendt funksjon fra graf

Omvendt funksjon fra graf

Nedenfor ser du grafene til funksjonene ff, gg og hh.

Grafene til f, g og h

Avgjør og begrunn for hver av funksjonene om de har en omvendt funksjon.

Bestem funksjonsuttrykket og definisjonsmengden til den omvendte funksjonen i de tilfellene den eksisterer.

Fasit

ff har omvendt funksjon. gg har ikke omvendt funksjon. hh har ikke omvendt funksjon.

f1(x)=x3f^{-1}(x) = \sqrt{x - 3}, Df1=3,7\quad D_{f^{-1}} = \langle 3, 7 \rangle

LøsningsforslagKI-generert

En funksjon har en omvendt funksjon hvis og bare hvis den er injektiv (én-til-én), det vil si at ingen horisontal linje skjærer grafen i mer enn ett punkt.

Funksjonen ff:

Fra grafen ser vi at ff er definert på [0,2][0, 2] og er strengt voksende – grafen går fra f(0)=3f(0) = 3 opp til f(2)=7f(2) = 7 uten å snu. En strengt voksende funksjon er alltid injektiv, siden ulike xx-verdier gir ulike yy-verdier. Enhver horisontal linje skjærer grafen i høyst ett punkt.

\Rightarrow ff har omvendt funksjon.

Funksjonen gg:

Fra grafen ser vi at gg er stykkevis lineær:

  • [3,1][-3, 1]: stigende linje fra (3,3)(-3, -3) til (1,1)(1, 1), altså g(x)=xg(x) = x.
  • (1,2](1, 2]: synkende linje fra (1,2)(1, 2) til (2,1)(2, 1), altså g(x)=x+3g(x) = -x + 3.

yy-verdien 11 oppnås av to ulike xx-verdier: g(1)=1g(1) = 1 (første gren) og g(2)=2+3=1g(2) = -2 + 3 = 1 (andre gren). Den horisontale linjen y=1y = 1 skjærer grafen i to punkter.

\Rightarrow gg har ikke omvendt funksjon.

Funksjonen hh:

Fra grafen ser vi at hh har et lokalt maksimum ved x1x \approx -1 (med h(1)6h(-1) \approx 6) og et lokalt minimum ved x1x \approx 1 (med h(1)4h(1) \approx 4). Funksjonen er ikke monoton: den stiger, så synker den, og stiger igjen. En horisontal linje som skjæres ved for eksempel y=5y = 5 vil treffe grafen i tre punkter.

\Rightarrow hh har ikke omvendt funksjon.

Siden bare ff har omvendt funksjon, bestemmer vi kun f1f^{-1}.

Fra grafen kan vi kjenne igjen formen på ff: den starter i (0,3)(0, 3) og går gjennom (1,4)(1, 4) og (2,7)(2, 7). Vi prøver f(x)=x2+3f(x) = x^2 + 3:

f(0)=0+3=3,f(1)=1+3=4,f(2)=4+3=7f(0) = 0 + 3 = 3 \checkmark, \qquad f(1) = 1 + 3 = 4 \checkmark, \qquad f(2) = 4 + 3 = 7 \checkmark

Formen (oppovervending parabel, kun stigende del) stemmer med grafen.

Vi finner den omvendte funksjonen algebraisk. Setter y=x2+3y = x^2 + 3 og løser for xx (med x0x \geq 0 siden ff er definert på [0,2][0, 2]):

y=x2+3x2=y3x=y3\begin{aligned} y &= x^2 + 3 \\ x^2 &= y - 3 \\ x &= \sqrt{y - 3} \end{aligned}

Bytter om på xx og yy for å skrive funksjonsuttrykket:

f1(x)=x3\boxed{f^{-1}(x) = \sqrt{x - 3}}

Definisjonsmengden til f1f^{-1} er verdimengden til ff. Siden ff tar verdier fra f(0)=3f(0) = 3 til f(2)=7f(2) = 7, er

Df1=3,7D_{f^{-1}} = \langle 3, 7 \rangle

f1(x)=x3f^{-1}(x) = \sqrt{x-3} med Df1=3,7D_{f^{-1}} = \langle 3, 7 \rangle.

Sensorveiledning
2 poeng

Kandidater som begrunner riktig for to funksjoner kan få 1 poeng.

2 poeng

Kandidater som finner funksjonsuttrykk og definisjonsmengde for en av funksjonene kan få 1 poeng. Hvis kandidaten finner funksjonsuttrykkene for begge funksjonene, men ingen definisjonsmengde kan det gis 1 poeng. To definisjonsmengder, men ingen riktige funksjonsuttrykk gir ingen poeng.