Precálculo Ejemplos

$f (x) = 3 e^{x}$

Paso 1

Escribe $f (x) = 3 e^{x}$ como una ecuación.

$y = 3 e^{x}$

Paso 2

Intercambia las variables.

$x = 3 e^{y}$

Paso 3

Resuelve $y$

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Paso 3.1

Reescribe la ecuación como $3 e^{y} = x$ .

$3 e^{y} = x$

Paso 3.2

Divide cada término en $3 e^{y} = x$ por $3$ y simplifica.

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Paso 3.2.1

Divide cada término en $3 e^{y} = x$ por $3$ .

$\frac{3 e^{y}}{3} = \frac{x}{3}$

Paso 3.2.2

Simplifica el lado izquierdo.

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Paso 3.2.2.1

Cancela el factor común de $3$ .

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Paso 3.2.2.1.1

Cancela el factor común.

$\frac{3 e^{y}}{3} = \frac{x}{3}$

Paso 3.2.2.1.2

Divide $e^{y}$ por $1$ .

$e^{y} = \frac{x}{3}$

Paso 3.3

Resta el logaritmo natural de ambos lados de la ecuación para eliminar la variable del exponente.

$\ln (e^{y}) = \ln (\frac{x}{3})$

Paso 3.4

Expande el lado izquierdo.

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Paso 3.4.1

Expande $\ln (e^{y})$ ; para ello, mueve $y$ fuera del logaritmo.

$y \ln (e) = \ln (\frac{x}{3})$

Paso 3.4.2

El logaritmo natural de $e$ es $1$ .

$y \cdot 1 = \ln (\frac{x}{3})$

Paso 3.4.3

Multiplica $y$ por $1$ .

$y = \ln (\frac{x}{3})$

Paso 4

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

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

Paso 5

Verifica si $f^{- 1} (x) = \ln (\frac{x}{3})$ es la inversa de $f (x) = 3 e^{x}$ .

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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 $f^{- 1} (3 e^{x})$ mediante la sustitución del valor de $f$ en $f^{- 1}$ .

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

Paso 5.2.3

Cancela el factor común de $3$ .

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Paso 5.2.3.1

Cancela el factor común.

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

Paso 5.2.3.2

Divide $e^{x}$ por $1$ .

$f^{- 1} (3 e^{x}) = \ln (e^{x})$

Paso 5.2.4

Usa las reglas de logaritmos para mover $x$ fuera del exponente.

$f^{- 1} (3 e^{x}) = x \ln (e)$

Paso 5.2.5

El logaritmo natural de $e$ es $1$ .

$f^{- 1} (3 e^{x}) = x \cdot 1$

Paso 5.2.6

Multiplica $x$ por $1$ .

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

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

$f (\ln (\frac{x}{3})) = 3 e^{\ln (\frac{x}{3})}$

Paso 5.3.3

Potencia y logaritmo son funciones inversas.

$f (\ln (\frac{x}{3})) = 3 (\frac{x}{3})$

Paso 5.3.4

Cancela el factor común de $3$ .

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Paso 5.3.4.1

Cancela el factor común.

$f (\ln (\frac{x}{3})) = 3 (\frac{x}{3})$

Paso 5.3.4.2

Reescribe la expresión.

$f (\ln (\frac{x}{3})) = x$

Paso 5.4

Como $f^{- 1} (f (x)) = x$ y $f (f^{- 1} (x)) = x$ , entonces $f^{- 1} (x) = \ln (\frac{x}{3})$ es la inversa de $f (x) = 3 e^{x}$ .

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