Função inversa






A função inversa g{displaystyle g}g de uma função real de variável real f{displaystyle f}f obtém-se de f{displaystyle f}f por uma simetria em relação à recta y=x{displaystyle y=x}y=x.


Em matemática, a função inversa de uma função f:X→Y{displaystyle f:Xrightarrow Y}f:Xrightarrow Y é, quando existe, a função f−1:Y→X{displaystyle f^{-1}:Yrightarrow X}{displaystyle f^{-1}:Yrightarrow X} tal que f∘f−1=idY{displaystyle fcirc f^{-1}=mathrm {id} _{Y}}{displaystyle fcirc f^{-1}=mathrm {id} _{Y}} e f−1∘f=idX{displaystyle f^{-1}circ f=mathrm {id} _{X}}{displaystyle f^{-1}circ f=mathrm {id} _{X}} (id=função identidade). Ou seja, o que era domínio na função original (o conjunto X{displaystyle X}X neste caso, ilustrado na figura abaixo) vira imagem na função inversa, e o que era imagem na função original (Y{displaystyle Y}Y, neste caso - ilustrado na figura abaixo) vira domínio.


Bijection.svg

Uma função que tenha inversa diz-se invertível. Se uma função for invertível, então tem uma única inversa. Uma condição necessária e suficiente para que uma função seja invertível é que seja bijectiva[1].


Se f:X→Y{displaystyle f:Xto Y}f:Xto Y for uma função injectiva de X{displaystyle X}X em Y{displaystyle Y}Y, então f{displaystyle f}f é também uma função bijectiva de X{displaystyle X}X em f(X){displaystyle f(X)}{displaystyle f(X)}. Consequentemente, tem uma inversa de f(X){displaystyle f(X)}{displaystyle f(X)} em X{displaystyle X}X. Por abuso de linguagem, também se designa esta função por inversa de f{displaystyle f}f, embora o seu domínio não seja, em geral, o conjunto Y{displaystyle Y}Y.




Índice






  • 1 A função inversa de uma função real de uma variável real


  • 2 Inversa à direita ou à esquerda


  • 3 Referências


  • 4 Ver também





A função inversa de uma função real de uma variável real |


Seja f:R→R{displaystyle f:mathbb {R} to mathbb {R} }f:{mathbb  {R}}to {mathbb  {R}} uma função bijetiva definida por y=f(x){displaystyle y=f(x)}y = f(x). Resolvendo y=f(x){displaystyle y=f(x)}y = f(x) para x{displaystyle x}x em função de y{displaystyle y}y, temos determinado uma função x=g(y){displaystyle x=g(y)}{displaystyle x=g(y)}. Esta função é a função inversa de f{displaystyle f}f, i.e. g=f−1{displaystyle g=f^{-1}}{displaystyle g=f^{-1}}.[2]


Exemplo:


Para determinarmos a inversa da função f(x)=x+1{displaystyle f(x)=x+1}{displaystyle f(x)=x+1} podemos proceder da seguinte forma:



  1. f(x)=x+1{displaystyle f(x)=x+1}{displaystyle f(x)=x+1}

  2. y=x+1{displaystyle y=x+1}{displaystyle y=x+1}

  3. x=y+1{displaystyle x=y+1}{displaystyle x=y+1}

  4. y=x−1{displaystyle y=x-1}y = x - 1

  5. Portanto, f−1(x)=x−1{displaystyle f^{-1}(x)=x-1}{displaystyle f^{-1}(x)=x-1}



Inversa à direita ou à esquerda |


Dadas as funções f:A→B{displaystyle f:Ato B}{displaystyle f:Ato B} e g:B→A{displaystyle g:Bto A}{displaystyle g:Bto A}, diremos que g{displaystyle g}g é função inversa à esquerda de f{displaystyle f}fquando a função composta g∘f=idA:A→A{displaystyle gcirc f=id_{A}:Ato A}{displaystyle gcirc f=id_{A}:Ato A} (id=função identidade), ou seja, quando g(f(x))=x{displaystyle g(f(x))=x}{displaystyle g(f(x))=x} para todo x{displaystyle x}x pertencente ao conjunto A. Uma função f{displaystyle f}f possui inversa à esquerda se, e somente se, for injectiva.[3] . Por exemplo, a função f:N→R{displaystyle f:mathbb {N} to mathbb {R} }{displaystyle f:mathbb {N} to mathbb {R} } dada por f(x)=2x{displaystyle f(x)=2x}f(x)=2x, que é injetiva e não sobrejetiva, tem como inversa g(x)=x2{displaystyle g(x)={frac {x}{2}}}{displaystyle g(x)={frac {x}{2}}}, porque a função composta (g∘f)(x)=g(f(x))=2x2=x{displaystyle (gcirc f)(x)=g(f(x))={frac {2x}{2}}=x}{displaystyle (gcirc f)(x)=g(f(x))={frac {2x}{2}}=x} para todo x∈N{displaystyle xin mathbb {N} }{displaystyle xin mathbb {N} }, a qual é a função identidade.


Dadas as funções g:B→A e f:A→B e , diremos que g é uma inversa à direita de f quando a função composta f O g = idB:B→B, ou seja, quando f(g(x)) = x para todo y pertencente ao conjunto B. Uma função f possui inversa à direita se, e somente se, for sobrejetiva.[3]



Referências




  1. Alencar Filho, Edgar de (1980). Teoria Elementar dos Conjuntos. [S.l.]: Nobel 


  2. Anton, Howard (2007). Cálculo - Um novo horizonte vol. 1 8 ed. [S.l.]: Bookman. ISBN 8560031634 


  3. ab LAGES, Elon Lima. Curso de análise volume 1. 11ª edição, 2004. Páginas 21 e 22.



Ver também |








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