Ensembles finis Exemples

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

Étape 1

Écrivez $f (x) = x^{2} - 1 x - 30$ comme une équation.

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

Étape 2

Interchangez les variables.

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

Étape 3

Résolvez $y$ .

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Étape 3.1

Réécrivez l’équation comme $y^{2} - 1 y - 30 = x$ .

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

Étape 3.2

Réécrivez $- 1 y$ comme $- y$ .

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

Étape 3.3

Soustrayez $x$ des deux côtés de l’équation.

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

Étape 3.4

Utilisez la formule quadratique pour déterminer les solutions.

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

Étape 3.5

Remplacez les valeurs $a = 1$ , $b = - 1$ et $c = - 30 - x$ dans la formule quadratique et résolvez pour $y$ .

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

Étape 3.6

Simplifiez

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Étape 3.6.1

Simplifiez le numérateur.

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Étape 3.6.1.1

Élevez $- 1$ à la puissance $2$ .

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

Étape 3.6.1.2

Multipliez $- 4$ par $1$ .

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

Étape 3.6.1.3

Appliquez la propriété distributive.

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

Étape 3.6.1.4

Multipliez $- 4$ par $- 30$ .

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

Étape 3.6.1.5

Multipliez $- 1$ par $- 4$ .

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

Étape 3.6.1.6

Additionnez $1$ et $120$ .

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

Étape 3.6.2

Multipliez $2$ par $1$ .

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

Étape 3.7

Simplifiez l’expression pour résoudre la partie $+$ du $\pm$ .

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Étape 3.7.1

Simplifiez le numérateur.

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Étape 3.7.1.1

Élevez $- 1$ à la puissance $2$ .

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

Étape 3.7.1.2

Multipliez $- 4$ par $1$ .

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

Étape 3.7.1.3

Appliquez la propriété distributive.

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

Étape 3.7.1.4

Multipliez $- 4$ par $- 30$ .

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

Étape 3.7.1.5

Multipliez $- 1$ par $- 4$ .

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

Étape 3.7.1.6

Additionnez $1$ et $120$ .

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

Étape 3.7.2

Multipliez $2$ par $1$ .

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

Étape 3.7.3

Remplacez le $\pm$ par $+$ .

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

Étape 3.8

Simplifiez l’expression pour résoudre la partie $-$ du $\pm$ .

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Étape 3.8.1

Simplifiez le numérateur.

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Étape 3.8.1.1

Élevez $- 1$ à la puissance $2$ .

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

Étape 3.8.1.2

Multipliez $- 4$ par $1$ .

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

Étape 3.8.1.3

Appliquez la propriété distributive.

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

Étape 3.8.1.4

Multipliez $- 4$ par $- 30$ .

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

Étape 3.8.1.5

Multipliez $- 1$ par $- 4$ .

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

Étape 3.8.1.6

Additionnez $1$ et $120$ .

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

Étape 3.8.2

Multipliez $2$ par $1$ .

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

Étape 3.8.3

Remplacez le $\pm$ par $-$ .

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

Étape 3.9

La réponse finale est la combinaison des deux solutions.

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

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

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

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

Étape 4

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

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

Étape 5

Vérifiez si $f^{- 1} (x) = \frac{1 + \sqrt{121 + 4 x}}{2}, \frac{1 - \sqrt{121 + 4 x}}{2}$ est l’inverse de $f (x) = x^{2} - 1 x - 30$ .

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Étape 5.1

Le domaine de l’inverse est la plage de la fonction initiale et inversement. Déterminez le domaine et la plage de $f (x) = x^{2} - 1 x - 30$ et $f^{- 1} (x) = \frac{1 + \sqrt{121 + 4 x}}{2}, \frac{1 - \sqrt{121 + 4 x}}{2}$ puis comparez-les.

Étape 5.2

Déterminez la plage de $f (x) = x^{2} - 1 x - 30$ .

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Étape 5.2.1

La plage est l’ensemble de toutes les valeurs $y$ valides. Utilisez le graphe pour déterminer la plage.

Notation d’intervalle :

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

Étape 5.3

Déterminez le domaine de $\frac{1 + \sqrt{121 + 4 x}}{2}$ .

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Étape 5.3.1

Définissez le radicande dans $\sqrt{121 + 4 x}$ supérieur ou égal à $0$ pour déterminer où l’expression est définie.

$121 + 4 x \geq 0$

Étape 5.3.2

Résolvez $x$ .

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Étape 5.3.2.1

Soustrayez $121$ des deux côtés de l’inégalité.

$4 x \geq - 121$

Étape 5.3.2.2

Divisez chaque terme dans $4 x \geq - 121$ par $4$ et simplifiez.

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Étape 5.3.2.2.1

Divisez chaque terme dans $4 x \geq - 121$ par $4$ .

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

Étape 5.3.2.2.2

Simplifiez le côté gauche.

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Étape 5.3.2.2.2.1

Annulez le facteur commun de $4$ .

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Étape 5.3.2.2.2.1.1

Annulez le facteur commun.

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

Étape 5.3.2.2.2.1.2

Divisez $x$ par $1$ .

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

Étape 5.3.2.2.3

Simplifiez le côté droit.

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Étape 5.3.2.2.3.1

Placez le signe moins devant la fraction.

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

Étape 5.3.3

Le domaine est l’ensemble des valeurs de $x$ qui rendent l’expression définie.

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

Étape 5.4

Déterminez le domaine de $f (x) = x^{2} - 1 x - 30$ .

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Étape 5.4.1

Le domaine de l’expression est l’ensemble des nombres réels excepté là où l’expression est indéfinie. Dans ce cas, aucun nombre réel ne rend l’expression indéfinie.

$(- \infty, \infty)$

Étape 5.5

Comme le domaine de $f^{- 1} (x) = \frac{1 + \sqrt{121 + 4 x}}{2}, \frac{1 - \sqrt{121 + 4 x}}{2}$ se trouve sur la plage de $f (x) = x^{2} - 1 x - 30$ et comme la plage de $f^{- 1} (x) = \frac{1 + \sqrt{121 + 4 x}}{2}, \frac{1 - \sqrt{121 + 4 x}}{2}$ est le domaine de $f (x) = x^{2} - 1 x - 30$ , $f^{- 1} (x) = \frac{1 + \sqrt{121 + 4 x}}{2}, \frac{1 - \sqrt{121 + 4 x}}{2}$ est l’inverse de $f (x) = x^{2} - 1 x - 30$ .

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

Étape 6