Matemática discreta Ejemplos

$f (x) = x^{2} - 1 x - 30$

Paso 1

Escribe $f (x) = x^{2} - 1 x - 30$ como una ecuación.

$y = x^{2} - 1 x - 30$

Paso 2

Intercambia las variables.

$x = y^{2} - 1 y - 30$

Paso 3

Resuelve $y$

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Paso 3.1

Reescribe la ecuación como $y^{2} - 1 y - 30 = x$ .

$y^{2} - 1 y - 30 = x$

Paso 3.2

Reescribe $- 1 y$ como $- y$ .

$y^{2} - y - 30 = x$

Paso 3.3

Resta $x$ de ambos lados de la ecuación.

$y^{2} - y - 30 - x = 0$

Paso 3.4

Usa la fórmula cuadrática para obtener las soluciones.

$\frac{- b \pm \sqrt{b^{2} - 4 (a c)}}{2 a}$

Paso 3.5

Sustituye los valores $a = 1$ , $b = - 1$ y $c = - 30 - x$ en la fórmula cuadrática y resuelve $y$ .

$\frac{1 \pm \sqrt{{(- 1)}^{2} - 4 \cdot (1 \cdot (- 30 - x))}}{2 \cdot 1}$

Paso 3.6

Simplifica.

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Paso 3.6.1

Simplifica el numerador.

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Paso 3.6.1.1

Eleva $- 1$ a la potencia de $2$ .

$y = \frac{1 \pm \sqrt{1 - 4 \cdot 1 \cdot (- 30 - x)}}{2 \cdot 1}$

Paso 3.6.1.2

Multiplica $- 4$ por $1$ .

$y = \frac{1 \pm \sqrt{1 - 4 \cdot (- 30 - x)}}{2 \cdot 1}$

Paso 3.6.1.3

Aplica la propiedad distributiva.

$y = \frac{1 \pm \sqrt{1 - 4 \cdot - 30 - 4 (- x)}}{2 \cdot 1}$

Paso 3.6.1.4

Multiplica $- 4$ por $- 30$ .

$y = \frac{1 \pm \sqrt{1 + 120 - 4 (- x)}}{2 \cdot 1}$

Paso 3.6.1.5

Multiplica $- 1$ por $- 4$ .

$y = \frac{1 \pm \sqrt{1 + 120 + 4 x}}{2 \cdot 1}$

Paso 3.6.1.6

Suma $1$ y $120$ .

$y = \frac{1 \pm \sqrt{121 + 4 x}}{2 \cdot 1}$

Paso 3.6.2

Multiplica $2$ por $1$ .

$y = \frac{1 \pm \sqrt{121 + 4 x}}{2}$

Paso 3.7

Simplifica la expresión para obtener el valor de la parte $+$ de $\pm$ .

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Paso 3.7.1

Simplifica el numerador.

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Paso 3.7.1.1

Eleva $- 1$ a la potencia de $2$ .

$y = \frac{1 \pm \sqrt{1 - 4 \cdot 1 \cdot (- 30 - x)}}{2 \cdot 1}$

Paso 3.7.1.2

Multiplica $- 4$ por $1$ .

$y = \frac{1 \pm \sqrt{1 - 4 \cdot (- 30 - x)}}{2 \cdot 1}$

Paso 3.7.1.3

Aplica la propiedad distributiva.

$y = \frac{1 \pm \sqrt{1 - 4 \cdot - 30 - 4 (- x)}}{2 \cdot 1}$

Paso 3.7.1.4

Multiplica $- 4$ por $- 30$ .

$y = \frac{1 \pm \sqrt{1 + 120 - 4 (- x)}}{2 \cdot 1}$

Paso 3.7.1.5

Multiplica $- 1$ por $- 4$ .

$y = \frac{1 \pm \sqrt{1 + 120 + 4 x}}{2 \cdot 1}$

Paso 3.7.1.6

Suma $1$ y $120$ .

$y = \frac{1 \pm \sqrt{121 + 4 x}}{2 \cdot 1}$

Paso 3.7.2

Multiplica $2$ por $1$ .

$y = \frac{1 \pm \sqrt{121 + 4 x}}{2}$

Paso 3.7.3

Cambia $\pm$ a $+$ .

$y = \frac{1 + \sqrt{121 + 4 x}}{2}$

Paso 3.8

Simplifica la expresión para obtener el valor de la parte $-$ de $\pm$ .

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Paso 3.8.1

Simplifica el numerador.

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Paso 3.8.1.1

Eleva $- 1$ a la potencia de $2$ .

$y = \frac{1 \pm \sqrt{1 - 4 \cdot 1 \cdot (- 30 - x)}}{2 \cdot 1}$

Paso 3.8.1.2

Multiplica $- 4$ por $1$ .

$y = \frac{1 \pm \sqrt{1 - 4 \cdot (- 30 - x)}}{2 \cdot 1}$

Paso 3.8.1.3

Aplica la propiedad distributiva.

$y = \frac{1 \pm \sqrt{1 - 4 \cdot - 30 - 4 (- x)}}{2 \cdot 1}$

Paso 3.8.1.4

Multiplica $- 4$ por $- 30$ .

$y = \frac{1 \pm \sqrt{1 + 120 - 4 (- x)}}{2 \cdot 1}$

Paso 3.8.1.5

Multiplica $- 1$ por $- 4$ .

$y = \frac{1 \pm \sqrt{1 + 120 + 4 x}}{2 \cdot 1}$

Paso 3.8.1.6

Suma $1$ y $120$ .

$y = \frac{1 \pm \sqrt{121 + 4 x}}{2 \cdot 1}$

Paso 3.8.2

Multiplica $2$ por $1$ .

$y = \frac{1 \pm \sqrt{121 + 4 x}}{2}$

Paso 3.8.3

Cambia $\pm$ a $-$ .

$y = \frac{1 - \sqrt{121 + 4 x}}{2}$

Paso 3.9

La respuesta final es la combinación de ambas soluciones.

$y = \frac{1 + \sqrt{121 + 4 x}}{2}$

$y = \frac{1 - \sqrt{121 + 4 x}}{2}$

$y = \frac{1 + \sqrt{121 + 4 x}}{2}$

$y = \frac{1 - \sqrt{121 + 4 x}}{2}$

Paso 4

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

$f^{- 1} (x) = \frac{1 + \sqrt{121 + 4 x}}{2}, \frac{1 - \sqrt{121 + 4 x}}{2}$

Paso 5

Verifica si $f^{- 1} (x) = \frac{1 + \sqrt{121 + 4 x}}{2}, \frac{1 - \sqrt{121 + 4 x}}{2}$ es la inversa de $f (x) = x^{2} - 1 x - 30$ .

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Paso 5.1

El dominio de la inversa es el rango de la función original y viceversa. Obtén el dominio y el rango de $f (x) = x^{2} - 1 x - 30$ y $f^{- 1} (x) = \frac{1 + \sqrt{121 + 4 x}}{2}, \frac{1 - \sqrt{121 + 4 x}}{2}$ y compáralos.

Paso 5.2

Obtén el rango de $f (x) = x^{2} - 1 x - 30$ .

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Paso 5.2.1

El rango es el conjunto de todos los valores $y$ válidos. Usa la gráfica para obtener el rango.

Notación de intervalo:

$[- \frac{121}{4}, \infty)$

Paso 5.3

Obtén el dominio de $\frac{1 + \sqrt{121 + 4 x}}{2}$ .

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Paso 5.3.1

Establece el radicando en $\sqrt{121 + 4 x}$ mayor o igual que $0$ para obtener el lugar donde está definida la expresión.

$121 + 4 x \geq 0$

Paso 5.3.2

Resuelve $x$

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Paso 5.3.2.1

Resta $121$ de ambos lados de la desigualdad.

$4 x \geq - 121$

Paso 5.3.2.2

Divide cada término en $4 x \geq - 121$ por $4$ y simplifica.

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Paso 5.3.2.2.1

Divide cada término en $4 x \geq - 121$ por $4$ .

$\frac{4 x}{4} \geq \frac{- 121}{4}$

Paso 5.3.2.2.2

Simplifica el lado izquierdo.

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Paso 5.3.2.2.2.1

Cancela el factor común de $4$ .

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Paso 5.3.2.2.2.1.1

Cancela el factor común.

$\frac{4 x}{4} \geq \frac{- 121}{4}$

Paso 5.3.2.2.2.1.2

Divide $x$ por $1$ .

$x \geq \frac{- 121}{4}$

Paso 5.3.2.2.3

Simplifica el lado derecho.

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Paso 5.3.2.2.3.1

Mueve el negativo al frente de la fracción.

$x \geq - \frac{121}{4}$

Paso 5.3.3

El dominio son todos los valores de $x$ que hacen que la expresión sea definida.

$[- \frac{121}{4}, \infty)$

Paso 5.4

Obtén el dominio de $f (x) = x^{2} - 1 x - 30$ .

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Paso 5.4.1

El dominio de la expresión son todos números reales, excepto cuando la expresión no está definida. En ese caso, no hay ningún número real que haga que la expresión sea indefinida.

$(- \infty, \infty)$

Paso 5.5

Como el dominio de $f^{- 1} (x) = \frac{1 + \sqrt{121 + 4 x}}{2}, \frac{1 - \sqrt{121 + 4 x}}{2}$ es el rango de $f (x) = x^{2} - 1 x - 30$ y el rango de $f^{- 1} (x) = \frac{1 + \sqrt{121 + 4 x}}{2}, \frac{1 - \sqrt{121 + 4 x}}{2}$ es el dominio de $f (x) = x^{2} - 1 x - 30$ , entonces $f^{- 1} (x) = \frac{1 + \sqrt{121 + 4 x}}{2}, \frac{1 - \sqrt{121 + 4 x}}{2}$ es la inversa de $f (x) = x^{2} - 1 x - 30$ .

$f^{- 1} (x) = \frac{1 + \sqrt{121 + 4 x}}{2}, \frac{1 - \sqrt{121 + 4 x}}{2}$

Paso 6