Algebra Beispiele

$f (x) = x^{3} + 5$

Schritt 1

Schreibe $f (x) = x^{3} + 5$ als Gleichung.

$y = x^{3} + 5$

Schritt 2

Vertausche die Variablen.

$x = y^{3} + 5$

Schritt 3

Löse nach $y$ auf.

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Schritt 3.1

Schreibe die Gleichung als $y^{3} + 5 = x$ um.

$y^{3} + 5 = x$

Schritt 3.2

Subtrahiere $5$ von beiden Seiten der Gleichung.

$y^{3} = x - 5$

Schritt 3.3

Ziehe die angegebene Wurzel auf beiden Seiten der Gleichung, um den Exponenten auf der linken Seite zu eliminieren.

$y = \sqrt[3]{x - 5}$

Schritt 4

Ersetze $y$ durch $f^{- 1} (x)$ , um die endgültige Lösung anzuzeigen.

$f^{- 1} (x) = \sqrt[3]{x - 5}$

Schritt 5

Überprüfe, ob $f^{- 1} (x) = \sqrt[3]{x - 5}$ die Umkehrfunktion von $f (x) = x^{3} + 5$ ist.

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Schritt 5.1

Um die inverse Funktion (Umkehrfunktion) zu prüfen, prüfe ob $f^{- 1} (f (x)) = x$ ist und $f (f^{- 1} (x)) = x$ ist.

Schritt 5.2

Berechne $f^{- 1} (f (x))$ .

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Schritt 5.2.1

Bilde die verkettete Ergebnisfunktion.

$f^{- 1} (f (x))$

Schritt 5.2.2

Berechne $f^{- 1} (x^{3} + 5)$ durch Einsetzen des Wertes von $f$ in $f^{- 1}$ .

$f^{- 1} (x^{3} + 5) = \sqrt[3]{(x^{3} + 5) - 5}$

Schritt 5.2.3

Subtrahiere $5$ von $5$ .

$f^{- 1} (x^{3} + 5) = \sqrt[3]{x^{3} + 0}$

Schritt 5.2.4

Addiere $x^{3}$ und $0$ .

$f^{- 1} (x^{3} + 5) = \sqrt[3]{x^{3}}$

Schritt 5.2.5

Ziehe Terme von unter der Wurzel heraus unter der Annahme reeller Zahlen.

$f^{- 1} (x^{3} + 5) = x$

Schritt 5.3

Berechne $f (f^{- 1} (x))$ .

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Schritt 5.3.1

Bilde die verkettete Ergebnisfunktion.

$f (f^{- 1} (x))$

Schritt 5.3.2

Berechne $f (\sqrt[3]{x - 5})$ durch Einsetzen des Wertes von $f^{- 1}$ in $f$ .

$f (\sqrt[3]{x - 5}) = {(\sqrt[3]{x - 5})}^{3} + 5$

Schritt 5.3.3

Schreibe ${\sqrt[3]{x - 5}}^{3}$ als $x - 5$ um.

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Schritt 5.3.3.1

Benutze $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ , um $\sqrt[3]{x - 5}$ als ${(x - 5)}^{\frac{1}{3}}$ neu zu schreiben.

$f (\sqrt[3]{x - 5}) = {({(x - 5)}^{\frac{1}{3}})}^{3} + 5$

Schritt 5.3.3.2

Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$f (\sqrt[3]{x - 5}) = {(x - 5)}^{\frac{1}{3} \cdot 3} + 5$

Schritt 5.3.3.3

Kombiniere $\frac{1}{3}$ und $3$ .

$f (\sqrt[3]{x - 5}) = {(x - 5)}^{\frac{3}{3}} + 5$

Schritt 5.3.3.4

Kürze den gemeinsamen Faktor von $3$ .

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Schritt 5.3.3.4.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$f (\sqrt[3]{x - 5}) = {(x - 5)}^{\frac{3}{3}} + 5$

Schritt 5.3.3.4.2

Forme den Ausdruck um.

$f (\sqrt[3]{x - 5}) = (x - 5) + 5$

Schritt 5.3.3.5

Vereinfache.

$f (\sqrt[3]{x - 5}) = x - 5 + 5$

Schritt 5.3.4

Vereine die Terme mit entgegengesetztem Vorzeichen in $x - 5 + 5$ .

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Schritt 5.3.4.1

Addiere $- 5$ und $5$ .

$f (\sqrt[3]{x - 5}) = x + 0$

Schritt 5.3.4.2

Addiere $x$ und $0$ .

$f (\sqrt[3]{x - 5}) = x$

Schritt 5.4

Da $f^{- 1} (f (x)) = x$ und $f (f^{- 1} (x)) = x$ gleich sind, ist $f^{- 1} (x) = \sqrt[3]{x - 5}$ die inverse Funktion (Umkehrfunktion) von $f (x) = x^{3} + 5$ .

$f^{- 1} (x) = \sqrt[3]{x - 5}$