Precálculo Ejemplos

$f (x) = x^{\frac{1}{4}} - 3$ ; find $f^{- 1} (x)$

Paso 1

Escribe $f (x) = x^{\frac{1}{4}} - 3$ como una ecuación.

$y = x^{\frac{1}{4}} - 3$

Paso 2

Intercambia las variables.

$x = y^{\frac{1}{4}} - 3$

Paso 3

Resuelve $y$

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Paso 3.1

Reescribe la ecuación como $y^{\frac{1}{4}} - 3 = x$ .

$y^{\frac{1}{4}} - 3 = x$

Paso 3.2

Mueve todos los términos que no contengan $y$ al lado derecho de la ecuación.

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Paso 3.2.1

Suma $3$ a ambos lados de la ecuación.

$y^{\frac{1}{4}} - x = 3$

Paso 3.2.2

Suma $x$ a ambos lados de la ecuación.

$y^{\frac{1}{4}} = 3 + x$

Paso 3.3

Eleva cada lado de la ecuación a la potencia de $4$ para eliminar el exponente fraccionario en el lado izquierdo.

${(y^{\frac{1}{4}})}^{4} = {(3 + x)}^{4}$

Paso 3.4

Simplifica el exponente.

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Paso 3.4.1

Simplifica el lado izquierdo.

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Paso 3.4.1.1

Simplifica ${(y^{\frac{1}{4}})}^{4}$ .

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Paso 3.4.1.1.1

Multiplica los exponentes en ${(y^{\frac{1}{4}})}^{4}$ .

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Paso 3.4.1.1.1.1

Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$y^{\frac{1}{4} \cdot 4} = {(3 + x)}^{4}$

Paso 3.4.1.1.1.2

Cancela el factor común de $4$ .

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Paso 3.4.1.1.1.2.1

Cancela el factor común.

$y^{\frac{1}{4} \cdot 4} = {(3 + x)}^{4}$

Paso 3.4.1.1.1.2.2

Reescribe la expresión.

$y^{1} = {(3 + x)}^{4}$

Paso 3.4.1.1.2

Simplifica.

$y = {(3 + x)}^{4}$

Paso 3.4.2

Simplifica el lado derecho.

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Paso 3.4.2.1

Simplifica ${(3 + x)}^{4}$ .

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Paso 3.4.2.1.1

Usa el teorema del binomio.

$y = 3^{4} + 4 \cdot 3^{3} x + 6 \cdot 3^{2} x^{2} + 4 \cdot 3 x^{3} + x^{4}$

Paso 3.4.2.1.2

Simplifica cada término.

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Paso 3.4.2.1.2.1

Eleva $3$ a la potencia de $4$ .

$y = 81 + 4 \cdot 3^{3} x + 6 \cdot 3^{2} x^{2} + 4 \cdot 3 x^{3} + x^{4}$

Paso 3.4.2.1.2.2

Eleva $3$ a la potencia de $3$ .

$y = 81 + 4 \cdot 27 x + 6 \cdot 3^{2} x^{2} + 4 \cdot 3 x^{3} + x^{4}$

Paso 3.4.2.1.2.3

Multiplica $4$ por $27$ .

$y = 81 + 108 x + 6 \cdot 3^{2} x^{2} + 4 \cdot 3 x^{3} + x^{4}$

Paso 3.4.2.1.2.4

Eleva $3$ a la potencia de $2$ .

$y = 81 + 108 x + 6 \cdot 9 x^{2} + 4 \cdot 3 x^{3} + x^{4}$

Paso 3.4.2.1.2.5

Multiplica $6$ por $9$ .

$y = 81 + 108 x + 54 x^{2} + 4 \cdot 3 x^{3} + x^{4}$

Paso 3.4.2.1.2.6

Multiplica $4$ por $3$ .

$y = 81 + 108 x + 54 x^{2} + 12 x^{3} + x^{4}$

Paso 3.5

Simplifica $81 + 108 x + 54 x^{2} + 12 x^{3} + x^{4}$ .

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Paso 3.5.1

Mueve $81$ .

$y = 108 x + 54 x^{2} + 12 x^{3} + x^{4} + 81$

Paso 3.5.2

Mueve $108 x$ .

$y = 54 x^{2} + 12 x^{3} + x^{4} + 108 x + 81$

Paso 3.5.3

Mueve $54 x^{2}$ .

$y = 12 x^{3} + x^{4} + 54 x^{2} + 108 x + 81$

Paso 3.5.4

Reordena $12 x^{3}$ y $x^{4}$ .

$y = x^{4} + 12 x^{3} + 54 x^{2} + 108 x + 81$

Paso 4

Reemplaza $y$ con $f^{- 1} (x)$ para ver la respuesta final.

$f^{- 1} (x) = x^{4} + 12 x^{3} + 54 x^{2} + 108 x + 81$

Paso 5

Verifica si $f^{- 1} (x) = x^{4} + 12 x^{3} + 54 x^{2} + 108 x + 81$ es la inversa de $f (x) = x^{\frac{1}{4}} - 3$ .

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Paso 5.1

Para verificar la inversa, comprueba si $f^{- 1} (f (x)) = x$ y $f (f^{- 1} (x)) = x$ .

Paso 5.2

Evalúa $f^{- 1} (f (x))$ .

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Paso 5.2.1

Establece la función de resultado compuesta.

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

Paso 5.2.2

Evalúa $f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3)$ mediante la sustitución del valor de $f$ en $f^{- 1}$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{4} + 12 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{3} + 54 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{2} + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3

Simplifica cada término.

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Paso 5.2.3.1

Usa el teorema del binomio.

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = {(x^{\frac{1}{4}})}^{4} + 4 {(x^{\frac{1}{4}})}^{3} \cdot - 3 + 6 {(x^{\frac{1}{4}})}^{2} {(- 3)}^{2} + 4 x^{\frac{1}{4}} {(- 3)}^{3} + {(- 3)}^{4} + 12 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{3} + 54 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{2} + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.2

Simplifica cada término.

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Paso 5.2.3.2.1

Multiplica los exponentes en ${(x^{\frac{1}{4}})}^{4}$ .

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Paso 5.2.3.2.1.1

Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x^{\frac{1}{4} \cdot 4} + 4 {(x^{\frac{1}{4}})}^{3} \cdot - 3 + 6 {(x^{\frac{1}{4}})}^{2} {(- 3)}^{2} + 4 x^{\frac{1}{4}} {(- 3)}^{3} + {(- 3)}^{4} + 12 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{3} + 54 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{2} + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.2.1.2

Cancela el factor común de $4$ .

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Paso 5.2.3.2.1.2.1

Cancela el factor común.

Paso 5.2.3.2.1.2.2

Reescribe la expresión.

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x + 4 {(x^{\frac{1}{4}})}^{3} \cdot - 3 + 6 {(x^{\frac{1}{4}})}^{2} {(- 3)}^{2} + 4 x^{\frac{1}{4}} {(- 3)}^{3} + {(- 3)}^{4} + 12 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{3} + 54 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{2} + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.2.2

Simplifica.

Paso 5.2.3.2.3

Multiplica los exponentes en ${(x^{\frac{1}{4}})}^{3}$ .

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Paso 5.2.3.2.3.1

Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x + 4 x^{\frac{1}{4} \cdot 3} \cdot - 3 + 6 {(x^{\frac{1}{4}})}^{2} {(- 3)}^{2} + 4 x^{\frac{1}{4}} {(- 3)}^{3} + {(- 3)}^{4} + 12 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{3} + 54 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{2} + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.2.3.2

Combina $\frac{1}{4}$ y $3$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x + 4 x^{\frac{3}{4}} \cdot - 3 + 6 {(x^{\frac{1}{4}})}^{2} {(- 3)}^{2} + 4 x^{\frac{1}{4}} {(- 3)}^{3} + {(- 3)}^{4} + 12 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{3} + 54 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{2} + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.2.4

Multiplica $- 3$ por $4$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 6 {(x^{\frac{1}{4}})}^{2} {(- 3)}^{2} + 4 x^{\frac{1}{4}} {(- 3)}^{3} + {(- 3)}^{4} + 12 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{3} + 54 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{2} + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.2.5

Multiplica los exponentes en ${(x^{\frac{1}{4}})}^{2}$ .

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Paso 5.2.3.2.5.1

Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 6 x^{\frac{1}{4} \cdot 2} {(- 3)}^{2} + 4 x^{\frac{1}{4}} {(- 3)}^{3} + {(- 3)}^{4} + 12 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{3} + 54 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{2} + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.2.5.2

Cancela el factor común de $2$ .

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Paso 5.2.3.2.5.2.1

Factoriza $2$ de $4$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 6 x^{\frac{1}{2 (2)} \cdot 2} {(- 3)}^{2} + 4 x^{\frac{1}{4}} {(- 3)}^{3} + {(- 3)}^{4} + 12 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{3} + 54 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{2} + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.2.5.2.2

Cancela el factor común.

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 6 x^{\frac{1}{2 \cdot 2} \cdot 2} {(- 3)}^{2} + 4 x^{\frac{1}{4}} {(- 3)}^{3} + {(- 3)}^{4} + 12 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{3} + 54 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{2} + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.2.5.2.3

Reescribe la expresión.

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 6 x^{\frac{1}{2}} {(- 3)}^{2} + 4 x^{\frac{1}{4}} {(- 3)}^{3} + {(- 3)}^{4} + 12 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{3} + 54 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{2} + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.2.6

Eleva $- 3$ a la potencia de $2$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 6 x^{\frac{1}{2}} \cdot 9 + 4 x^{\frac{1}{4}} {(- 3)}^{3} + {(- 3)}^{4} + 12 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{3} + 54 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{2} + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.2.7

Multiplica $9$ por $6$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} + 4 x^{\frac{1}{4}} {(- 3)}^{3} + {(- 3)}^{4} + 12 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{3} + 54 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{2} + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.2.8

Eleva $- 3$ a la potencia de $3$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} + 4 x^{\frac{1}{4}} \cdot - 27 + {(- 3)}^{4} + 12 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{3} + 54 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{2} + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.2.9

Multiplica $- 27$ por $4$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + {(- 3)}^{4} + 12 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{3} + 54 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{2} + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.2.10

Eleva $- 3$ a la potencia de $4$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 + 12 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{3} + 54 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{2} + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.3

Usa el teorema del binomio.

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 + 12 ({(x^{\frac{1}{4}})}^{3} + 3 {(x^{\frac{1}{4}})}^{2} \cdot - 3 + 3 x^{\frac{1}{4}} {(- 3)}^{2} + {(- 3)}^{3}) + 54 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{2} + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.4

Simplifica cada término.

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Paso 5.2.3.4.1

Multiplica los exponentes en ${(x^{\frac{1}{4}})}^{3}$ .

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Paso 5.2.3.4.1.1

Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 + 12 (x^{\frac{1}{4} \cdot 3} + 3 {(x^{\frac{1}{4}})}^{2} \cdot - 3 + 3 x^{\frac{1}{4}} {(- 3)}^{2} + {(- 3)}^{3}) + 54 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{2} + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.4.1.2

Combina $\frac{1}{4}$ y $3$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 + 12 (x^{\frac{3}{4}} + 3 {(x^{\frac{1}{4}})}^{2} \cdot - 3 + 3 x^{\frac{1}{4}} {(- 3)}^{2} + {(- 3)}^{3}) + 54 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{2} + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.4.2

Multiplica los exponentes en ${(x^{\frac{1}{4}})}^{2}$ .

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Paso 5.2.3.4.2.1

Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 + 12 (x^{\frac{3}{4}} + 3 x^{\frac{1}{4} \cdot 2} \cdot - 3 + 3 x^{\frac{1}{4}} {(- 3)}^{2} + {(- 3)}^{3}) + 54 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{2} + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.4.2.2

Cancela el factor común de $2$ .

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Paso 5.2.3.4.2.2.1

Factoriza $2$ de $4$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 + 12 (x^{\frac{3}{4}} + 3 x^{\frac{1}{2 (2)} \cdot 2} \cdot - 3 + 3 x^{\frac{1}{4}} {(- 3)}^{2} + {(- 3)}^{3}) + 54 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{2} + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.4.2.2.2

Cancela el factor común.

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 + 12 (x^{\frac{3}{4}} + 3 x^{\frac{1}{2 \cdot 2} \cdot 2} \cdot - 3 + 3 x^{\frac{1}{4}} {(- 3)}^{2} + {(- 3)}^{3}) + 54 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{2} + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.4.2.2.3

Reescribe la expresión.

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 + 12 (x^{\frac{3}{4}} + 3 x^{\frac{1}{2}} \cdot - 3 + 3 x^{\frac{1}{4}} {(- 3)}^{2} + {(- 3)}^{3}) + 54 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{2} + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.4.3

Multiplica $- 3$ por $3$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 + 12 (x^{\frac{3}{4}} - 9 x^{\frac{1}{2}} + 3 x^{\frac{1}{4}} {(- 3)}^{2} + {(- 3)}^{3}) + 54 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{2} + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.4.4

Eleva $- 3$ a la potencia de $2$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 + 12 (x^{\frac{3}{4}} - 9 x^{\frac{1}{2}} + 3 x^{\frac{1}{4}} \cdot 9 + {(- 3)}^{3}) + 54 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{2} + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.4.5

Multiplica $9$ por $3$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 + 12 (x^{\frac{3}{4}} - 9 x^{\frac{1}{2}} + 27 x^{\frac{1}{4}} + {(- 3)}^{3}) + 54 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{2} + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.4.6

Eleva $- 3$ a la potencia de $3$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 + 12 (x^{\frac{3}{4}} - 9 x^{\frac{1}{2}} + 27 x^{\frac{1}{4}} - 27) + 54 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{2} + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.5

Aplica la propiedad distributiva.

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 + 12 x^{\frac{3}{4}} + 12 (- 9 x^{\frac{1}{2}}) + 12 (27 x^{\frac{1}{4}}) + 12 \cdot - 27 + 54 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{2} + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.6

Simplifica.

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Paso 5.2.3.6.1

Multiplica $- 9$ por $12$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 + 12 x^{\frac{3}{4}} - 108 x^{\frac{1}{2}} + 12 (27 x^{\frac{1}{4}}) + 12 \cdot - 27 + 54 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{2} + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.6.2

Multiplica $27$ por $12$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 + 12 x^{\frac{3}{4}} - 108 x^{\frac{1}{2}} + 324 x^{\frac{1}{4}} + 12 \cdot - 27 + 54 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{2} + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.6.3

Multiplica $12$ por $- 27$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 + 12 x^{\frac{3}{4}} - 108 x^{\frac{1}{2}} + 324 x^{\frac{1}{4}} - 324 + 54 {(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{2} + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.7

Reescribe ${(x^{\frac{1}{4}} - 3)}^{2}$ como $(x^{\frac{1}{4}} - 3) (x^{\frac{1}{4}} - 3)$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 + 12 x^{\frac{3}{4}} - 108 x^{\frac{1}{2}} + 324 x^{\frac{1}{4}} - 324 + 54 ((x^{\frac{1}{4}} - 3) (x^{\frac{1}{4}} - 3)) + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.8

Expande $(x^{\frac{1}{4}} - 3) (x^{\frac{1}{4}} - 3)$ con el método PEIU (primero, exterior, interior, ultimo).

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Paso 5.2.3.8.1

Aplica la propiedad distributiva.

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 + 12 x^{\frac{3}{4}} - 108 x^{\frac{1}{2}} + 324 x^{\frac{1}{4}} - 324 + 54 (x^{\frac{1}{4}} (x^{\frac{1}{4}} - 3) - 3 (x^{\frac{1}{4}} - 3)) + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.8.2

Aplica la propiedad distributiva.

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 + 12 x^{\frac{3}{4}} - 108 x^{\frac{1}{2}} + 324 x^{\frac{1}{4}} - 324 + 54 (x^{\frac{1}{4}} x^{\frac{1}{4}} + x^{\frac{1}{4}} \cdot - 3 - 3 (x^{\frac{1}{4}} - 3)) + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.8.3

Aplica la propiedad distributiva.

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 + 12 x^{\frac{3}{4}} - 108 x^{\frac{1}{2}} + 324 x^{\frac{1}{4}} - 324 + 54 (x^{\frac{1}{4}} x^{\frac{1}{4}} + x^{\frac{1}{4}} \cdot - 3 - 3 x^{\frac{1}{4}} - 3 \cdot - 3) + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.9

Simplifica y combina los términos similares.

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Paso 5.2.3.9.1

Simplifica cada término.

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Paso 5.2.3.9.1.1

Multiplica $x^{\frac{1}{4}}$ por $x^{\frac{1}{4}}$ sumando los exponentes.

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Paso 5.2.3.9.1.1.1

Usa la regla de la potencia $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ para combinar exponentes.

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 + 12 x^{\frac{3}{4}} - 108 x^{\frac{1}{2}} + 324 x^{\frac{1}{4}} - 324 + 54 (x^{\frac{1}{4} + \frac{1}{4}} + x^{\frac{1}{4}} \cdot - 3 - 3 x^{\frac{1}{4}} - 3 \cdot - 3) + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.9.1.1.2

Combina los numeradores sobre el denominador común.

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 + 12 x^{\frac{3}{4}} - 108 x^{\frac{1}{2}} + 324 x^{\frac{1}{4}} - 324 + 54 (x^{\frac{1 + 1}{4}} + x^{\frac{1}{4}} \cdot - 3 - 3 x^{\frac{1}{4}} - 3 \cdot - 3) + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.9.1.1.3

Suma $1$ y $1$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 + 12 x^{\frac{3}{4}} - 108 x^{\frac{1}{2}} + 324 x^{\frac{1}{4}} - 324 + 54 (x^{\frac{2}{4}} + x^{\frac{1}{4}} \cdot - 3 - 3 x^{\frac{1}{4}} - 3 \cdot - 3) + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.9.1.1.4

Cancela el factor común de $2$ y $4$ .

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Paso 5.2.3.9.1.1.4.1

Factoriza $2$ de $2$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 + 12 x^{\frac{3}{4}} - 108 x^{\frac{1}{2}} + 324 x^{\frac{1}{4}} - 324 + 54 (x^{\frac{2 (1)}{4}} + x^{\frac{1}{4}} \cdot - 3 - 3 x^{\frac{1}{4}} - 3 \cdot - 3) + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.9.1.1.4.2

Cancela los factores comunes.

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Paso 5.2.3.9.1.1.4.2.1

Factoriza $2$ de $4$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 + 12 x^{\frac{3}{4}} - 108 x^{\frac{1}{2}} + 324 x^{\frac{1}{4}} - 324 + 54 (x^{\frac{2 \cdot 1}{2 \cdot 2}} + x^{\frac{1}{4}} \cdot - 3 - 3 x^{\frac{1}{4}} - 3 \cdot - 3) + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.9.1.1.4.2.2

Cancela el factor común.

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 + 12 x^{\frac{3}{4}} - 108 x^{\frac{1}{2}} + 324 x^{\frac{1}{4}} - 324 + 54 (x^{\frac{2 \cdot 1}{2 \cdot 2}} + x^{\frac{1}{4}} \cdot - 3 - 3 x^{\frac{1}{4}} - 3 \cdot - 3) + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.9.1.1.4.2.3

Reescribe la expresión.

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 + 12 x^{\frac{3}{4}} - 108 x^{\frac{1}{2}} + 324 x^{\frac{1}{4}} - 324 + 54 (x^{\frac{1}{2}} + x^{\frac{1}{4}} \cdot - 3 - 3 x^{\frac{1}{4}} - 3 \cdot - 3) + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.9.1.2

Mueve $- 3$ a la izquierda de $x^{\frac{1}{4}}$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 + 12 x^{\frac{3}{4}} - 108 x^{\frac{1}{2}} + 324 x^{\frac{1}{4}} - 324 + 54 (x^{\frac{1}{2}} - 3 \cdot x^{\frac{1}{4}} - 3 x^{\frac{1}{4}} - 3 \cdot - 3) + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.9.1.3

Multiplica $- 3$ por $- 3$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 + 12 x^{\frac{3}{4}} - 108 x^{\frac{1}{2}} + 324 x^{\frac{1}{4}} - 324 + 54 (x^{\frac{1}{2}} - 3 x^{\frac{1}{4}} - 3 x^{\frac{1}{4}} + 9) + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.9.2

Resta $3 x^{\frac{1}{4}}$ de $- 3 x^{\frac{1}{4}}$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 + 12 x^{\frac{3}{4}} - 108 x^{\frac{1}{2}} + 324 x^{\frac{1}{4}} - 324 + 54 (x^{\frac{1}{2}} - 6 x^{\frac{1}{4}} + 9) + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.10

Aplica la propiedad distributiva.

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 + 12 x^{\frac{3}{4}} - 108 x^{\frac{1}{2}} + 324 x^{\frac{1}{4}} - 324 + 54 x^{\frac{1}{2}} + 54 (- 6 x^{\frac{1}{4}}) + 54 \cdot 9 + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.11

Simplifica.

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Paso 5.2.3.11.1

Multiplica $- 6$ por $54$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 + 12 x^{\frac{3}{4}} - 108 x^{\frac{1}{2}} + 324 x^{\frac{1}{4}} - 324 + 54 x^{\frac{1}{2}} - 324 x^{\frac{1}{4}} + 54 \cdot 9 + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.11.2

Multiplica $54$ por $9$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 + 12 x^{\frac{3}{4}} - 108 x^{\frac{1}{2}} + 324 x^{\frac{1}{4}} - 324 + 54 x^{\frac{1}{2}} - 324 x^{\frac{1}{4}} + 486 + 108 (x^{\frac{1}{4}} - 3) + 81$

Paso 5.2.3.12

Aplica la propiedad distributiva.

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 + 12 x^{\frac{3}{4}} - 108 x^{\frac{1}{2}} + 324 x^{\frac{1}{4}} - 324 + 54 x^{\frac{1}{2}} - 324 x^{\frac{1}{4}} + 486 + 108 x^{\frac{1}{4}} + 108 \cdot - 3 + 81$

Paso 5.2.3.13

Multiplica $108$ por $- 3$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 + 12 x^{\frac{3}{4}} - 108 x^{\frac{1}{2}} + 324 x^{\frac{1}{4}} - 324 + 54 x^{\frac{1}{2}} - 324 x^{\frac{1}{4}} + 486 + 108 x^{\frac{1}{4}} - 324 + 81$

Paso 5.2.4

Simplifica mediante la adición de términos.

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Paso 5.2.4.1

Combina los términos opuestos en $x - 12 x^{\frac{3}{4}} + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 + 12 x^{\frac{3}{4}} - 108 x^{\frac{1}{2}} + 324 x^{\frac{1}{4}} - 324 + 54 x^{\frac{1}{2}} - 324 x^{\frac{1}{4}} + 486 + 108 x^{\frac{1}{4}} - 324 + 81$ .

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Paso 5.2.4.1.1

Suma $- 12 x^{\frac{3}{4}}$ y $12 x^{\frac{3}{4}}$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 + 0 - 108 x^{\frac{1}{2}} + 324 x^{\frac{1}{4}} - 324 + 54 x^{\frac{1}{2}} - 324 x^{\frac{1}{4}} + 486 + 108 x^{\frac{1}{4}} - 324 + 81$

Paso 5.2.4.1.2

Suma $x + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81$ y $0$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 - 108 x^{\frac{1}{2}} + 324 x^{\frac{1}{4}} - 324 + 54 x^{\frac{1}{2}} - 324 x^{\frac{1}{4}} + 486 + 108 x^{\frac{1}{4}} - 324 + 81$

Paso 5.2.4.1.3

Resta $324 x^{\frac{1}{4}}$ de $324 x^{\frac{1}{4}}$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 - 108 x^{\frac{1}{2}} - 324 + 54 x^{\frac{1}{2}} + 0 + 486 + 108 x^{\frac{1}{4}} - 324 + 81$

Paso 5.2.4.1.4

Suma $x + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 - 108 x^{\frac{1}{2}} - 324 + 54 x^{\frac{1}{2}}$ y $0$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x + 54 x^{\frac{1}{2}} - 108 x^{\frac{1}{4}} + 81 - 108 x^{\frac{1}{2}} - 324 + 54 x^{\frac{1}{2}} + 486 + 108 x^{\frac{1}{4}} - 324 + 81$

Paso 5.2.4.1.5

Suma $- 108 x^{\frac{1}{4}}$ y $108 x^{\frac{1}{4}}$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x + 54 x^{\frac{1}{2}} + 81 - 108 x^{\frac{1}{2}} - 324 + 54 x^{\frac{1}{2}} + 486 + 0 - 324 + 81$

Paso 5.2.4.1.6

Suma $x + 54 x^{\frac{1}{2}} + 81 - 108 x^{\frac{1}{2}} - 324 + 54 x^{\frac{1}{2}} + 486$ y $0$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x + 54 x^{\frac{1}{2}} + 81 - 108 x^{\frac{1}{2}} - 324 + 54 x^{\frac{1}{2}} + 486 - 324 + 81$

Paso 5.2.4.2

Resta $108 x^{\frac{1}{2}}$ de $54 x^{\frac{1}{2}}$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 54 x^{\frac{1}{2}} + 81 - 324 + 54 x^{\frac{1}{2}} + 486 - 324 + 81$

Paso 5.2.4.3

Combina los términos opuestos en $x - 54 x^{\frac{1}{2}} + 81 - 324 + 54 x^{\frac{1}{2}} + 486 - 324 + 81$ .

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Paso 5.2.4.3.1

Suma $- 54 x^{\frac{1}{2}}$ y $54 x^{\frac{1}{2}}$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x + 0 + 81 - 324 + 486 - 324 + 81$

Paso 5.2.4.3.2

Suma $x$ y $0$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x + 81 - 324 + 486 - 324 + 81$

Paso 5.2.4.4

Simplifica mediante suma y resta.

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Paso 5.2.4.4.1

Resta $324$ de $81$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 243 + 486 - 324 + 81$

Paso 5.2.4.4.2

Suma $- 243$ y $486$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x + 243 - 324 + 81$

Paso 5.2.4.4.3

Resta $324$ de $243$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x - 81 + 81$

Paso 5.2.4.5

Combina los términos opuestos en $x - 81 + 81$ .

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Paso 5.2.4.5.1

Suma $- 81$ y $81$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x + 0$

Paso 5.2.4.5.2

Suma $x$ y $0$ .

$f^{- 1} (x^{\frac{1}{4}} - 3) = x$

Paso 5.3

Evalúa $f (f^{- 1} (x))$ .

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Paso 5.3.1

Establece la función de resultado compuesta.

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

Paso 5.3.2

Evalúa $f (x^{4} + 12 x^{3} + 54 x^{2} + 108 x + 81)$ mediante la sustitución del valor de $f^{- 1}$ en $f$ .

$f (x^{4} + 12 x^{3} + 54 x^{2} + 108 x + 81) = {(x^{4} + 12 x^{3} + 54 x^{2} + 108 x + 81)}^{\frac{1}{4}} - 3$

Paso 5.4

Como $f^{- 1} (f (x)) = x$ y $f (f^{- 1} (x)) = x$ , entonces $f^{- 1} (x) = x^{4} + 12 x^{3} + 54 x^{2} + 108 x + 81$ es la inversa de $f (x) = x^{\frac{1}{4}} - 3$ .

$f^{- 1} (x) = x^{4} + 12 x^{3} + 54 x^{2} + 108 x + 81$