Question

Difficulty: Very hardBir Fonksiyonun Tersi

Tanım kümesi A=(,2]A = (-\infty, 2] olan bire bir ve örten f:A[1,)f: A \rightarrow [1, \infty) fonksiyonu

f(x)=x24x+132f(x) = \sqrt{x^2 - 4x + 13} - 2

biçiminde tanımlanıyor.

Buna göre, ff fonksiyonunun tersi olan f1(x)f^{-1}(x) aşağıdakilerden hangisidir?

  1. A
    2+x2+4x52 + \sqrt{x^2 + 4x - 5}
  2. B
    2x24x52 - \sqrt{x^2 - 4x - 5}
  3. 2x2+4x52 - \sqrt{x^2 + 4x - 5}Answer
  4. D
    2x2+4x+132 - \sqrt{x^2 + 4x + 13}
  5. E
    2+x24x52 + \sqrt{x^2 - 4x - 5}

Answer

2x2+4x52 - \sqrt{x^2 + 4x - 5}
Ters fonksiyon kuralını bulmak için y=f(x)y = f(x) denkleminde xx yalnız bırakılır. (x2)2(x-2)^2 ifadesini yalnız bıraktıktan sonra her iki tarafın karekökü alınırken tanım kümesi kısıtı olan x2x \le 2 eşitsizliğine dikkat edilmelidir. x20x-2 \le 0 olduğu için karekökün sonucu (x2)-(x-2) olur. Buradan xx yalnız bırakıldığında doğru kural elde edilir.

Step-by-Step Solution

1
Verilen fonksiyon kuralında karekökün içerisindeki ifadeyi tam kareye tamamlayalım.
x24x+13=x24x+4+9=(x2)2+9x^2 - 4x + 13 = x^2 - 4x + 4 + 9 = (x - 2)^2 + 9 elde edilir. Böylece fonksiyon f(x)=(x2)2+92f(x) = \sqrt{(x - 2)^2 + 9} - 2 şeklinde yazılabilir.
Fonksiyonda xx değişkenini yalnız b��rakabilmek için ifadeyi tam kare biçiminde yazmamız gerekir.
2
y=f(x)y = f(x) diyerek xx'i yy cinsinden yalnız bırakmaya çalışalım.
y=(x2)2+92    y+2=(x2)2+9y = \sqrt{(x - 2)^2 + 9} - 2 \implies y + 2 = \sqrt{(x - 2)^2 + 9}
Ters fonksiyonu bulmanın temel adımı y=f(x)y = f(x) eşitliğinden x=f1(y)x = f^{-1}(y) ilişkisini elde etmektir.
3
Eşitliğin her iki tarafının karesini alalım ve xx terimini yalnız bırakalım.
(y+2)2=(x2)2+9    (x2)2=(y+2)29    (x2)2=y2+4y5(y + 2)^2 = (x - 2)^2 + 9 \implies (x - 2)^2 = (y + 2)^2 - 9 \implies (x - 2)^2 = y^2 + 4y - 5
Karekök ifadesinden kurtulmak ve xx'in karesel terimini yalnız bırakmak için iki tarafın da karesi alınır.
4
Her iki tarafın karekökünü alırken tanım kümesi sınırını göz önünde bulunduralım.
Tanım kümesi A=(,2]A = (-\infty, 2] olduğu için x2    x20x \le 2 \implies x - 2 \le 0 olur. Dolayısıyla, (x2)2=x2=(x2)\sqrt{(x-2)^2} = |x-2| = -(x-2) olarak çıkar. Buradan (x2)=y2+4y5    x2=y2+4y5-(x-2) = \sqrt{y^2 + 4y - 5} \implies x - 2 = -\sqrt{y^2 + 4y - 5} elde edilir.
Karekök dışına çıkarma işlemi yapılırken, değişkenin tanım aralığına göre mutlak değerin işaretine dikkat edilmelidir.
5
xx'i tamamen yalnız bırakıp ters fonksiyon kuralını yazalım.
x=2y2+4y5    f1(x)=2x2+4x5x = 2 - \sqrt{y^2 + 4y - 5} \implies f^{-1}(x) = 2 - \sqrt{x^2 + 4x - 5}
Yalnız bırakılan xx değişkeni f1(y)f^{-1}(y) ifadesine eşittir. Son adımda değişkenler yer değiştirilerek fonksiyonun tersinin kuralı bulunur.

Key Concept

Bir fonksiyonun tersinin bulunması ve tanım kümesi kısıtlamaları
Rate this question