RELACIÓN ENTRE LA GRÁFICA DE UNA FUNCIÓN f y LA DE SU INVERSA f -1

Transcripción

1 RELACIÓN ENTRE LA GRÁFICA DE UNA FUNCIÓN f y LA DE SU INVERSA f -1 Sabemos que la función inversa 1 Si f a b, entonces f b a 1 f (o recíproca) de f cumple la siguiente condición: Por lo tanto: 1 f f 1 x f x x es decir, f f x x 1 f 1 f 1 x f x x es decir, f f x x Las gráficas de f y de f -1 son simétricas respecto de la recta y x que es la bisectriz del primer-tercer cuadrante, ya que: 1 Si f a b, entonces f b a Por tanto un punto (a,b) de la gráfica de f se corresponderá con el punto (b,a) de la gráfica de f -1. Para que una función tenga inversa ha de ser inyectiva, es decir, cada valor de y ha de corresponder a un único valor de x : Si f x f x x x Si no es así, ha de descomponerse en tramos en que sea inyectiva, cada uno de los cuales tendrá su función inversa. Por ejemplo, como y f x x 2 y x no es inyectiva, para hallar su inversa procedemos así: 2 y f y f 2 x x 1 x x, x 0 f, x 0 f x x x x 1

2 1. FUNCIONES POTENCIALES DE EXPONENTE NATURAL f(x) = x 2 parábola f(x) = x 4 Su dominio es D(f) = R al ser polinómicas. Su gráfica es muy parecida a la de una parábola. Presentan simetría par (simétricas respecto del eje de ordenadas) f (x) = f (x) f (x) = (-x) n = x n = f (x) con n par Están acotadas inferiormente: f(x) > = K (K= 0) Su imagen es Im( f ) 0, Son funciones continuas en su dominio. f(x) = x 6 f(x) = x 3 f(x) = x 5 f(x) = x 7 Su dominio es D(f) = R al ser polinómicas. Son funciones continuas. Presentan simetría impar (simétricas respecto del origen) f (x) = - f (x) f (x) = (-x) n = - x n = - f (x) con n impar No están acotadas ni superior ni inferiormente. Su imagen es Im(f ) R 2

3 2. FUNCIONES POTENCIALES DE EXPONENTE ENTERO NEGATIVO Su dominio es D(f) = R 0 Son funciones continuas en su dominio de definición. Presentan simetría impar f (x) f (x) (simétricas respecto del origen de coordenadas) f (x) f (x) n impar } No están acotadas ni superior ni inferiormente. Su imagen es Im(f) = R 0 El caso particular es una hipérbola equilátera. 3

4 Su dominio es D(f) = R 0Son funciones continuas en D(f) Presentan simetría par (simétricas respecto del eje de ordenadas) f (x) f (x) f (x) f (x) n par Están acotadas inferiormente: f(x) > K (K= 0) Su imagen es Im(f) = 0, 3. FUNCIONES POTENCIALES DE EXPONENTE RACIONAL POSITIVO D(f) = R + D(f) = R D(f) = R Acotada inferiormente: No acotada. Acotada inferiormente: f(x) > = 0 f(x) > = 0 Im(f) = 0,Im(f) = R Im(f) = 0, 4

5 Las gráficas de f y de f -1 son simétricas respecto de la recta y x 5

6 4. FUNCIÓN HOMOGRÁFICA (LA HIPÉRBOLA) Su dominio es { }. Son continuas en su dominio No están acotadas ni superior ni inferiormente. Su imagen es Im(f) = { } Deduce la expresión de f y fe f -1, y Dibuja la gráfica de su inversa: 6

7 5. FUNCIÓN EXPONENCIAL Su dominio es D(f) = R. Son funciones continuas en su dominio. Todas pasan por el punto (0,1) ya que f(0) = a 0 = 1 La función exponencial es siempre estrictamente creciente o decreciente según el valor de a: Su imagen es Im(f) = 0,ya que a x > 0) Si 0<a<1 se tiene que: } Si a>1 se tiene que: } La función exponencial está acotada inferiormente por 0, pues f(x) > 0, pero no está acotada superiormente. Las gráficas son: 7

8 Ejercicios: 8

9 6. FUNCIÓN LOGARÍTMICA Definición de logaritmo de un número b > 0: Cuando la base del logaritmo es el número e se denomina logaritmo neperiano y se escribe: Ejercicios: 9

10 La función logaritmo: Su dominio D(f) = R +. Son funciones continuas en su dominio. Todas pasan por el punto (1,0), ya que f(1) = = 0 Su imagen es Im(f) = R Si 0 < a < 1 se tiene que: La función logaritmo es estrictamente decreciente } Si a > 1 se tiene que: La función logaritmo es estrictamente creciente } La función logaritmo no está acotada ni superior ni inferiormente. La función logaritmo es continua en su dominio. Las gráficas son: 10

11 Las gráficas de f y de f -1 son simétricas respecto de la recta y x 11

12 7. FUNCIONES CIRCULARES La función asocia a cada nº real x el seno del ángulo cuya medida en radianes es x. El dominio D(f) = R. Son funciones continuas en su dominio de definición. El conjunto imagen Im(f) = [-1, 1]. Tiene simetría impar f( - x) = - f(x) f( - x) = sen(-x) = - sen(x) = - f(x) Es periódica de periodo 2 sen(x + 2sen(x) luego para estudiar el comportamiento de la función basta hacerlo en el intervalo [0, 2en donde se comporta así: o Es positiva en (0, y negativa en2 o Es estrictamente creciente en o Es estrictamente decreciente en Se anula en los puntos x = kcon k sen(x) = 0 cuando x = kcon k Presenta máximos en x = y mínimos en x = 12

13 La función asocia a cada nº real x el coseno del ángulo cuya medida en radianes es x. El dominio D(f) = R. Son funciones continuas en su dominio de definición. El conjunto imagen Im(f) = [-1, 1]. Tiene simetría par f( - x) = f(x) f( - x) = cos(-x) = cos(x) = f(x) Es periódica de periodo 2 cos(x + 2cos(x) luego para estudiar el comportamiento de la función basta hacerlo en el intervalo [0, 2en donde se comporta así: o Es positiva en (0, y negativa en o Es estrictamente creciente en o Es estrictamente decreciente en Se anula en los puntos x = + kcon k cos(x) = 0 cuando x = + kcon k Presenta máximos en x = y mínimos en x = 13

14 La función asocia a cada nº real x la tangente del ángulo cuya medida en radianes es x. Como la función tangente viene dada por el cociente dominio de la función será el formado por todos los números reales excepto aquellos en los que se anula el denominador. el Son funciones continuas en su dominio de definición. El conjunto imagen Im(f) = R. Tiene simetría impar f( - x) = - f(x) f( - x) = tan(-x) = - tan(x) = - f(x) Es periódica de periodo luego para estudiar el comportamiento de la función bastaría hacerlo en el intervalo [0, pero vamos a describirla también en [0, 2donde se comporta así: o Es positiva en (0, y negativa en o Es estrictamente creciente en su dominio. o Es continua en su dominio y presenta discontinuidades de salto infinito en los puntos de la forma Se anula en los puntos x = kcon k La función tangente no presenta ni máximos ni mínimos. 14

15 La función asocia a cada nº real x la cotangente del ángulo cuya medida en radianes es x. Como la función cotangente viene dada por el cociente dominio de la función será el formado por todos los números reales excepto aquellos en los que se anula el denominador. el Son funciones continuas en su dominio de definición. El conjunto imagen Im(f) = R. Tiene simetría impar f( - x) = - f(x) f( - x) = cotan(-x) = - cotan(x) = - f(x) Es periódica de periodo luego para estudiar el comportamiento de la función bastaría hacerlo en el intervalo [0, pero vamos a describirla también en [0, 2donde se comporta así: o Es positiva en (0, y negativa en o Es estrictamente decreciente en su dominio. o Es continua en su dominio y presenta discontinuidades de salto infinito en los puntos de la forma Se anula en los puntos x = con k La función cotangente no presenta ni máximos ni mínimos. 15

16 La función asocia a cada nº real x la cosecante del ángulo cuya medida en radianes es x. Como la función cosecante viene dada por el cociente el dominio de la función será el formado por todos los números reales excepto aquellos en los que se anula el denominador. Son funciones continuas en su dominio de definición. El conjunto imagen Im(f) = ( ] ) Tiene simetría impar f( - x) = - f(x) f( - x) = cosec(-x) = - cosec(x) = - f(x) Es periódica de periodo 2 luego para estudiar el comportamiento de la función bastaría hacerlo en el intervalo [0, 2: o La función cosecante tiene el mismo signo que la función seno. o Es continua en su dominio y presenta discontinuidades de salto infinito en los puntos de la forma La función cosecante no se anula en ningún punto. La función cosecante presenta un máximo en mínimo en. 16

17 La función asocia a cada nº real x la secante del ángulo cuya medida en radianes es x. Como la función secante viene dada por el cociente el dominio de la función será el formado por todos los números reales excepto aquellos en los que se anula el denominador. Son funciones continuas en su dominio de definición. El conjunto imagen Im(f) = ( ] ) Tiene simetría par f( - x) = f(x) f( - x) = sec(-x) = sec(x) = f(x) Es periódica de periodo 2 luego para estudiar el comportamiento de la función bastaría hacerlo en el intervalo [0, 2: o La función secante tiene el mismo signo que la función coseno. o Es continua en su dominio y presenta discontinuidades de salto infinito en los puntos de la forma La función secante no se anula en ningún punto. La función secante presenta un máximo en mínimo en y en 17

18 8. FUNCIONES INVERSAS DE LAS CIRCULARES FUNCIÓN ARCOSENO 18

19 FUNCIÓN ARCOCOSENO 19

20 FUNCIÓN ARCOTANGENTE 20

21 9. FUNCIÓN PARTE ENTERA Es la función f (x) E(x) mayor de todos los enteros menores o iguales a x. Su dominio es D(f) = R. Así, unos ejemplos de valores: o E(2 3) = 2 E(0 45) = 0 o E(7) = 7 E(-8) = -8 o E(-1 3) = -2 E(-5,2) = -6 Su representación gráfica es parecida a una escalera: Su conjunto imagen Im(E(x)) = Z 10. FUNCIÓN PARTE DECIMAL Se define como Dec(x) = x - E(x). Su dominio es todo R Algunos ejemplos de valores: o Dec(2 1) = x - E(x) = E(2 1) = = 0 1 o Dec (8 4) = x - E(x) = E(8 4) = = 0,4 o Dec (5) = x - E(x) = 5 5 = 0 o Dec (-2) = x - E(x) = -2 (-2) = 0 o Dec (-7,8) = x - E(x) = -7,8 - E(-7,8) = -7,8 (-8) = 0,2 o Dec (-12,3) = x - E(x) = -12,3 - E(-12,3) = -12,3 (-13) = 0,7 Su dominio es D(f) = R El conjunto imagen Im(f) = [0, 1) 21