O que é uma função inversa?

Uma função inversa é uma função que reverte os efeitos de outra função. Se você tem uma função $f$ que leva um valor $x$ a um valor $y$, a função inversa, denotada por $f^{-1}$, leva $y$ de volta a $x$. Em termos matemáticos, se $f(x) = y$, então $f^{-1}(y) = x$

Como Encontrar a Função Inversa

Passo a Passo

  1. Troque $f(x)$ por $y$: Comece substituindo $f(x)$ por $y$
  2. Troque $x$ e $y$: Troque as variáveis $x$ e $y$ na equação.
  3. Resolva para $y$: Reorganize a equação para isolar $y$
  4. Substitua $y$ por $f^{-1}(x)$: Finalmente, substitua $y$ por $f^{-1}(x)$

Exemplo

Vamos encontrar a inversa da função $f(x) = 2x + 3$

  1. Troque $f(x)$ por $y$:
    $y = 2x + 3$
  2. Troque $x$ e $y$:
    $x = 2y + 3$
  3. Resolva para $y$:
    $x – 3 = 2y$
    $y = frac{x – 3}{2}$
  4. Substitua $y$ por $f^{-1}(x)$:
    $f^{-1}(x) = frac{x – 3}{2}$

Verificação

Para verificar se duas funções são inversas, você pode compor uma função com sua inversa e ver se obtém a função identidade. Em outras palavras, $f(f^{-1}(x)) = x$ e $f^{-1}(f(x)) = x$

Usando nosso exemplo:
$f(f^{-1}(x)) = fbigg(frac{x – 3}{2}bigg) = 2bigg(frac{x – 3}{2}bigg) + 3 = x – 3 + 3 = x$
$f^{-1}(f(x)) = f^{-1}(2x + 3) = frac{(2x + 3) – 3}{2} = x$

Domínio e Imagem

Para que uma função tenha uma inversa, ela deve ser bijetora, ou seja, deve ser injetora (nenhum valor de $y$ é mapeado por mais de um valor de $x$) e sobrejetora (todos os valores de $y$ no contradomínio são atingidos).

Conclusão

Compreender funções inversas é crucial para resolver muitos problemas matemáticos, especialmente em álgebra e cálculo. Elas nos permitem ‘desfazer’ operações e são amplamente aplicadas em várias áreas da ciência e engenharia.