Elementarmathematik Beispiele

$f (x) = 16 - {(- x)}^{2}$

Schritt 1

Schreibe $f (x) = 16 - {(- x)}^{2}$ als Gleichung.

$y = 16 - {(- x)}^{2}$

Schritt 2

Vertausche die Variablen.

$x = 16 - {(- y)}^{2}$

Schritt 3

Löse nach $y$ auf.

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Schritt 3.1

Schreibe die Gleichung als $16 - {(- y)}^{2} = x$ um.

$16 - {(- y)}^{2} = x$

Schritt 3.2

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 3.2.1

Wende die Produktregel auf $- y$ an.

$16 - ({(- 1)}^{2} y^{2}) = x$

Schritt 3.2.2

Multipliziere $- 1$ mit ${(- 1)}^{2}$ durch Addieren der Exponenten.

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Schritt 3.2.2.1

Bewege ${(- 1)}^{2}$ .

$16 + {(- 1)}^{2} \cdot - 1 y^{2} = x$

Schritt 3.2.2.2

Mutltipliziere ${(- 1)}^{2}$ mit $- 1$ .

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Schritt 3.2.2.2.1

Potenziere $- 1$ mit $1$ .

$16 + {(- 1)}^{2} \cdot {(- 1)}^{1} y^{2} = x$

Schritt 3.2.2.2.2

Wende die Exponentenregel $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ an, um die Exponenten zu kombinieren.

$16 + {(- 1)}^{2 + 1} y^{2} = x$

Schritt 3.2.2.3

Addiere $2$ und $1$ .

$16 + {(- 1)}^{3} y^{2} = x$

Schritt 3.2.3

Potenziere $- 1$ mit $3$ .

$16 - y^{2} = x$

Schritt 3.3

Subtrahiere $16$ von beiden Seiten der Gleichung.

$- y^{2} = x - 16$

Schritt 3.4

Teile jeden Ausdruck in $- y^{2} = x - 16$ durch $- 1$ und vereinfache.

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Schritt 3.4.1

Teile jeden Ausdruck in $- y^{2} = x - 16$ durch $- 1$ .

$\frac{- y^{2}}{- 1} = \frac{x}{- 1} + \frac{- 16}{- 1}$

Schritt 3.4.2

Vereinfache die linke Seite.

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Schritt 3.4.2.1

Dividieren zweier negativer Zahlen ergibt eine positive Zahl.

$\frac{y^{2}}{1} = \frac{x}{- 1} + \frac{- 16}{- 1}$

Schritt 3.4.2.2

Dividiere $y^{2}$ durch $1$ .

$y^{2} = \frac{x}{- 1} + \frac{- 16}{- 1}$

Schritt 3.4.3

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 3.4.3.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 3.4.3.1.1

Bringe die negative Eins aus dem Nenner von $\frac{x}{- 1}$ .

$y^{2} = - 1 \cdot x + \frac{- 16}{- 1}$

Schritt 3.4.3.1.2

Schreibe $- 1 \cdot x$ als $- x$ um.

$y^{2} = - x + \frac{- 16}{- 1}$

Schritt 3.4.3.1.3

Dividiere $- 16$ durch $- 1$ .

$y^{2} = - x + 16$

Schritt 3.5

Take the specified root of both sides of the equation to eliminate the exponent on the left side.

$y = \pm \sqrt{- x + 16}$

Schritt 3.6

Die vollständige Lösung ist das Ergebnis des positiven und des negativen Teils der Lösung.

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Schritt 3.6.1

Verwende zunächst den positiven Wert des $\pm$ , um die erste Lösung zu finden.

$y = \sqrt{- x + 16}$

Schritt 3.6.2

Als Nächstes verwende den negativen Wert von $\pm$ , um die zweite Lösung zu finden.

$y = - \sqrt{- x + 16}$

Schritt 3.6.3

Die vollständige Lösung ist das Ergebnis des positiven und des negativen Teils der Lösung.

$y = \sqrt{- x + 16}$

$y = - \sqrt{- x + 16}$

$y = \sqrt{- x + 16}$

$y = - \sqrt{- x + 16}$

$y = \sqrt{- x + 16}$

$y = - \sqrt{- x + 16}$

Schritt 4

Replace $y$ with $f^{- 1} (x)$ to show the final answer.

$f^{- 1} (x) = \sqrt{- x + 16}, - \sqrt{- x + 16}$

Schritt 5

Überprüfe, ob $f^{- 1} (x) = \sqrt{- x + 16}, - \sqrt{- x + 16}$ die Umkehrfunktion von $f (x) = 16 - {(- x)}^{2}$ ist.

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Schritt 5.1

Der Definitionsbereich der Inversen (Umkehrfunktion) ist der Wertebereich der ursprünglichen Funktion und umgekehrt. Finde den Definitionsbereich und den Wertebereich von $f (x) = 16 - {(- x)}^{2}$ und $f^{- 1} (x) = \sqrt{- x + 16}, - \sqrt{- x + 16}$ und vergleiche sie.

Schritt 5.2

Finde den Wertebereich von $f (x) = 16 - {(- x)}^{2}$ .

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Schritt 5.2.1

Der Wertebereich ist die Menge aller gültigen $y$ -Werte. Ermittle den Wertebereich mithilfe des Graphen.

Intervallschreibweise:

$(- \infty, 16]$

Schritt 5.3

Bestimme den Definitionsbereich von $\sqrt{- x + 16}$ .

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Schritt 5.3.1

Setze den Radikanden in $\sqrt{- x + 16}$ größer als oder gleich $0$ , um zu ermitteln, wo der Ausdruck nicht definiert ist.

$- x + 16 \geq 0$

Schritt 5.3.2

Löse nach $x$ auf.

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Schritt 5.3.2.1

Subtrahiere $16$ von beiden Seiten der Ungleichung.

$- x \geq - 16$

Schritt 5.3.2.2

Teile jeden Ausdruck in $- x \geq - 16$ durch $- 1$ und vereinfache.

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Schritt 5.3.2.2.1

Teile jeden Term in $- x \geq - 16$ durch $- 1$ . Wenn beide Seiten der Ungleichung mit einen negativen Wert multipliziert oder dividiert werden, kehre die Vorzeichen der Ungleichung um.

$\frac{- x}{- 1} \leq \frac{- 16}{- 1}$

Schritt 5.3.2.2.2

Vereinfache die linke Seite.

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Schritt 5.3.2.2.2.1

Dividieren zweier negativer Zahlen ergibt eine positive Zahl.

$\frac{x}{1} \leq \frac{- 16}{- 1}$

Schritt 5.3.2.2.2.2

Dividiere $x$ durch $1$ .

$x \leq \frac{- 16}{- 1}$

Schritt 5.3.2.2.3

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 5.3.2.2.3.1

Dividiere $- 16$ durch $- 1$ .

$x \leq 16$

Schritt 5.3.3

Der Definitionsbereich umfasst alle Werte von $x$ , für die der Ausdruck definiert ist.

$(- \infty, 16]$

Schritt 5.4

Bestimme den Definitionsbereich von $f (x) = 16 - {(- x)}^{2}$ .

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Schritt 5.4.1

Der Definitionsbereich umfasst alle reellen Zahlen, ausgenommen jene, für die der Ausdruck nicht definiert ist. In diesem Fall gibt es keine reellen Zahlen, für die der Ausdruck nicht definiert ist.

$(- \infty, \infty)$

Schritt 5.5

Da der Definitionsbereich von $f^{- 1} (x) = \sqrt{- x + 16}, - \sqrt{- x + 16}$ der Wertebereich von $f (x) = 16 - {(- x)}^{2}$ ist und der Wertebereich von $f^{- 1} (x) = \sqrt{- x + 16}, - \sqrt{- x + 16}$ der Definitionsbereich von $f (x) = 16 - {(- x)}^{2}$ ist, ist $f^{- 1} (x) = \sqrt{- x + 16}, - \sqrt{- x + 16}$ die inverse Funktion von $f (x) = 16 - {(- x)}^{2}$ .

$f^{- 1} (x) = \sqrt{- x + 16}, - \sqrt{- x + 16}$

Schritt 6