Mục lục bài họcĐang ở d04-b1
Inverse Functions
When does an inverse exist?
A function $f$ has an inverse exactly when it is one-to-one: no output value is hit twice. Graphically this is the horizontal line test; analytically, on the AP exam, the working criterion is that $f$ is strictly monotonic (always increasing or always decreasing) on the interval in question. A function that turns around — like $x^2$ on all of $\mathbb{R}$ — must first be restricted to a monotonic piece before an inverse can be defined.
The inverse undoes $f$: $f^{-1}(b)=a \iff f(a)=b$. Three consequences carry almost every exam question:
- Domain and range swap: the domain of $f^{-1}$ is the range of $f$, and vice versa.
- The graph of $f^{-1}$ is the reflection of the graph of $f$ across the line $y=x$ — every point $(a,b)$ becomes $(b,a)$.
- Compositions cancel: $f\left(f^{-1}(x)\right)=x$ on the domain of $f^{-1}$, and $f^{-1}\left(f(x)\right)=x$ on the domain of $f$.
To find a formula: write $y=f(x)$, swap the roles of $x$ and $y$, then solve for $y$. The algebra is routine; stating the correct domain afterwards is where the points hide.
Hàm $f$ có hàm ngược đúng khi nó một-đối-một: không giá trị đầu ra nào bị trúng hai lần. Trên đồ thị là phép thử đường ngang; trên đề AP thì tiêu chuẩn làm việc là $f$ đơn điệu ngặt (luôn tăng hoặc luôn giảm) trên khoảng đang xét. Hàm nào quay đầu — như $x^2$ trên toàn $\mathbb{R}$ — phải cắt lấy một khúc đơn điệu trước rồi mới nói chuyện hàm ngược.
Ba hệ quả gánh gần hết câu hỏi thi:
- Miền xác định và miền giá trị đổi chỗ: domain của $f^{-1}$ chính là range của $f$, và ngược lại.
- Đồ thị $f^{-1}$ là ảnh phản chiếu của đồ thị $f$ qua đường $y=x$: điểm $(a,b)$ hoá thành $(b,a)$.
- Hợp thành triệt tiêu: $f\left(f^{-1}(x)\right)=x$ và $f^{-1}\left(f(x)\right)=x$ trên đúng miền của từng vế.
Tìm công thức: viết $y=f(x)$, tráo vai $x$ và $y$, giải ra $y$. Phần đại số ai cũng làm được; điểm nằm ở câu ghi đúng miền xác định sau khi đảo.
Cho $f(x)=3\cdot 2^{\,x-1}+5$. Tìm $f^{-1}(x)$ và miền xác định của nó.
Viết $y=3\cdot 2^{\,x-1}+5$ rồi giải ngược từng lớp, bóc từ ngoài vào trong:
$$y-5=3\cdot 2^{\,x-1}\;\Rightarrow\;\frac{y-5}{3}=2^{\,x-1}\;\Rightarrow\;x-1=\log_2\!\left(\frac{y-5}{3}\right)$$Tráo tên biến: $f^{-1}(x)=1+\log_2\!\left(\dfrac{x-5}{3}\right)$.
Miền xác định của $f^{-1}$ = miền giá trị của $f$. Vì $3\cdot 2^{\,x-1}>0$ với mọi $x$ nên $f(x)>5$ ⇒ domain của $f^{-1}$ là $(5,\infty)$. Đối chiếu chéo: bên trong log cần $\frac{x-5}{3}>0$, cũng cho $x>5$ — hai đường kiểm tra khớp nhau.
Đọc xong rồi — làm thử ngay
Bài tập của chương Logarithmic Functions and Modeling gồm 14 câu trắc nghiệm và 4 đề tự luận, ra khó hơn đề thật 30–50%. Đáp án hiện ngay khi chọn, miễn phí.