Calculadora de Função Inversa

Calculadora de Função Inversa

Bem-vindo à nossa Calculadora de Função Inversa, uma ferramenta online gratuita que ajuda você a encontrar a inversa de uma função com instruções detalhadas passo a passo. Seja você um estudante aprendendo sobre funções inversas, preparando-se para o cálculo, ou um professor criando exemplos, esta calculadora fornece explicações claras do processo algébrico.

O que é uma Função Inversa?

Uma função inversa, denotada como $f^{-1}(x)$, reverte a operação da função original $f(x)$. Se $f(a) = b$, então $f^{-1}(b) = a$. Em outras palavras, a função inversa "desfaz" o que a função original faz.

As principais propriedades das funções inversas incluem:

• Propriedade de composição: $f(f^{-1}(x)) = x$ e $f^{-1}(f(x)) = x$
• Relação gráfica: O gráfico de $f^{-1}(x)$ é o reflexo de $f(x)$ através da linha $y = x$
• Troca de domínio-imagem: O domínio de $f$ torna-se a imagem de $f^{-1}$, e vice-versa

Como Encontrar a Inversa de uma Função

Siga estes passos para encontrar a função inversa algebricamente:

Passo 1: Substitua f(x) por y

Comece escrevendo a função como $y = f(x)$. Isso torna a manipulação algébrica mais fácil.

Passo 2: Troque x por y

Intercambie as variáveis x e y na equação. Isso inverte a relação de entrada e saída.

Passo 3: Resolva para y

Use técnicas algébricas para isolar y em um lado da equação. Este é frequentemente o passo mais desafiador.

Passo 4: Escreva em Notação de Função

Substitua y por $f^{-1}(x)$ para expressar a função inversa corretamente.

Passo 5: Verifique (Opcional)

Confirme sua resposta verificando se $f(f^{-1}(x)) = x$.

Funções Inversas Comuns

Quando uma Função Tem Inversa?

Nem todas as funções têm funções inversas. Uma função tem inversa se e somente se for injetora (também chamada de um-para-um). Isso significa que cada valor de saída corresponde a exatamente um valor de entrada.

O Teste da Linha Horizontal

Uma função passa no teste da linha horizontal se nenhuma linha horizontal interceptar seu gráfico mais de uma vez. Se uma função passar neste teste, ela tem uma inversa.

• Funções lineares (com inclinação diferente de zero) são sempre injetoras
• Funções quadráticas não são injetoras em todos os números reais (elas falham no teste da linha horizontal)
• Funções estritamente monótonas (sempre crescentes ou sempre decrescentes) são injetoras

Restringindo o Domínio

Quando uma função não é injetora, podemos restringir seu domínio para torná-la injetora. Por exemplo:

• $f(x) = x^2$ não é injetora, mas $f(x) = x^2$ para $x \geq 0$ é injetora com inversa $f^{-1}(x) = \sqrt{x}$
• $f(x) = \sin(x)$ não é injetora, mas $f(x) = \sin(x)$ para $-\frac{\pi}{2} \leq x \leq \frac{\pi}{2}$ é injetora com inversa $f^{-1}(x) = \arcsin(x)$

Exemplos

Exemplo 1: Função Linear

Encontre a inversa de $f(x) = 3x - 5$

Solução:

1. Escreva como $y = 3x - 5$
2. Troque: $x = 3y - 5$
3. Resolva para y: $x + 5 = 3y$, logo $y = \frac{x + 5}{3}$
4. Portanto, $f^{-1}(x) = \frac{x + 5}{3}$

Exemplo 2: Função Racional

Encontre a inversa de $f(x) = \frac{x - 1}{x + 2}$

Solução:

1. Escreva como $y = \frac{x - 1}{x + 2}$
2. Troque: $x = \frac{y - 1}{y + 2}$
3. Resolva: $x(y + 2) = y - 1$, logo $xy + 2x = y - 1$
4. Rearranje: $xy - y = -1 - 2x$, logo $y(x - 1) = -2x - 1$
5. Portanto, $f^{-1}(x) = \frac{-2x - 1}{x - 1} = \frac{2x + 1}{1 - x}$

Dicas para Usar Esta Calculadora

• Insira funções usando x como a variável
• Use * para multiplicação (ex: 2*x em vez de 2x)
• Use ^ ou ** para expoentes (ex: x^2 ou x**2)
• Use sqrt(x) para raiz quadrada
• Use log(x) para logaritmo natural
• Use exp(x) ou e^x para função exponencial

Perguntas Frequentes

O que significa o -1 em f^(-1)(x)?

O -1 em $f^{-1}(x)$ não é um expoente. É uma notação que indica a função inversa. Não deve ser confundido com $\frac{1}{f(x)}$, que é o recíproco de f(x).

Posso encontrar a inversa de qualquer função?

Nem todas as funções têm inversas. Apenas funções injetoras (um-para-um) têm funções inversas. Se uma função falhar no teste da linha horizontal, ela não tem uma inversa em todo o seu domínio, mas você pode ser capaz de restringir o domínio para criar uma função invertível.

Como verifico se minha inversa está correta?

Para verificar, cheque se tanto $f(f^{-1}(x)) = x$ quanto $f^{-1}(f(x)) = x$. Se ambas as composições forem iguais a x, sua inversa está correta.

Recursos Adicionais

Para saber mais sobre funções inversas:

• Função Inversa - Wikipedia
• Funções Inversas - Khan Academy
• Função Inversa - Wolfram MathWorld

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