پرش به محتوای اصلی

توابع چندجمله‌ای و تابع وارون (ریاضی ۳)

خلاصه‌ای از درسنامه‌ی این مبحث در کوئیز سنتر — رایگان و بدون نیاز به ثبت‌نام

خلاصه‌ی درسنامه

این خلاصه‌ای از درسنامه‌ی کامل است. متن کامل با همه‌ی نکته‌ها، مثال‌های حل‌شده و جمع‌بندی، با ثبت‌نام رایگان در دسترست قرار می‌گیرد.

تابع — خلاصهٔ فصل ۱

توابع چند جمله‌ای

هر تابع به صورت f(x)=anxn+an−1xn−1+⋯+a1x+a0f(x)=a_nx^n+a_{n-1}x^{n-1}+\cdots+a_1x+a_0ادامهٔ فرمول را افقی ببین که در آن aia_iادامهٔ فرمول را افقی ببینها حقیقی، nnادامهٔ فرمول را افقی ببین عدد صحیح نامنفی و an≠0a_n\neq0ادامهٔ فرمول را افقی ببین باشد، تابع چند جمله‌ای از درجهٔ nnادامهٔ فرمول را افقی ببین نامیده می‌شود. تابع ثابت (f(x)=bf(x)=bادامهٔ فرمول را افقی ببین)، خطی (f(x)=ax+bf(x)=ax+bادامهٔ فرمول را افقی ببین با a≠0a\neq0ادامهٔ فرمول را افقی ببین)، درجهٔ دوم (ax2+bx+cax^2+bx+cادامهٔ فرمول را افقی ببین با a≠0a\neq0ادامهٔ فرمول را افقی ببین) و درجهٔ سوم (ax3+bx2+cx+dax^3+bx^2+cx+dادامهٔ فرمول را افقی ببین با a≠0a\neq0ادامهٔ فرمول را افقی ببین) همه از این خانواده‌اند. دامنهٔ همهٔ توابع چند جمله‌ای R\mathbb{R}ادامهٔ فرمول را افقی ببین است. نکتهٔ کنکوری: توابعی مثل x\sqrt{x}ادامهٔ فرمول را افقی ببین، 1x\frac{1}{x}ادامهٔ فرمول را افقی ببین یا x1/2x^{1/2}ادامهٔ فرمول را افقی ببین چند جمله‌ای نیستند چون توان xxادامهٔ فرمول را افقی ببین باید عدد صحیح نامنفی باشد.

تابع درجهٔ دوم (سهمی)

فرم کانونی (تکمیل مربع): f(x)=a(x+b2a)2+c−b24a=a(x−h)2+kf(x)=a\left(x+\frac{b}{2a}\right)^2+c-\frac{b^2}{4a} = a(x-h)^2+kادامهٔ فرمول را افقی ببین که در آن h=−b2ah=-\frac{b}{2a}ادامهٔ فرمول را افقی ببین و k=c−b24ak=c-\frac{b^2}{4a}ادامهٔ فرمول را افقی ببین؛ رأس سهمی نقطهٔ (h,k)(h,k)ادامهٔ فرمول را افقی ببین و محور تقارن خط x=hx=hادامهٔ فرمول را افقی ببین است. اگر a>0a>0ادامهٔ فرمول را افقی ببین سهمی رو به بالاست (کمینه در x=hx=hادامهٔ فرمول را افقی ببین)؛ اگر a<0a<0ادامهٔ فرمول را افقی ببین رو به پایین (بیشینه در x=hx=hادامهٔ فرمول را افقی ببین). با Δ=b2−4ac\Delta=b^2-4acادامهٔ فرمول را افقی ببین: Δ>0\Delta>0ادامهٔ فرمول را افقی ببین دو ریشهٔ متمایز، Δ=0\Delta=0ادامهٔ فرمول را افقی ببین یک ریشهٔ مضاعف x=−b2ax=-\frac{b}{2a}ادامهٔ فرمول را افقی ببین، Δ<0\Delta<0ادامهٔ فرمول را افقی ببین بدون ریشهٔ حقیقی.

مثال: f(x)=x2−6x+9=(x−3)2f(x)=x^2-6x+9=(x-3)^2ادامهٔ فرمول را افقی ببین؛ رأس (3,0)(3,0)ادامهٔ فرمول را افقی ببین و محور تقارن x=3x=3ادامهٔ فرمول را افقی ببین است، و همین تابع در (−∞,3](-\infty,3]ادامهٔ فرمول را افقی ببین اکیداً نزولی و در [3,+∞)[3,+\infty)ادامهٔ فرمول را افقی ببین اکیداً صعودی است.

تابع درجهٔ سوم (مکعبی)

f(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0)f(x) = ax^3+bx^2+cx+d \quad (a\neq0)ادامهٔ فرمول را افقی ببین

دامنه و برد هر دو R\mathbb{R}ادامهٔ فرمول را افقی ببین هستند. تابع f(x)=x3f(x)=x^3ادامهٔ فرمول را افقی ببین اکیداً صعودی روی کل R\mathbb{R}ادامهٔ فرمول را افقی ببین است و نمودارش نقطهٔ عطف در مبدأ دارد. مثال: نمودار y=(x−1)3−1y=(x-1)^3-1ادامهٔ فرمول را افقی ببین همان نمودار y=x3y=x^3ادامهٔ فرمول را افقی ببین است که یک واحد به راست و یک واحد به پایین منتقل شده و نقطهٔ عطفش به (1,−1)(1,-1)ادامهٔ فرمول را افقی ببین رفته است.

توابع صعودی و نزولی

فرض A⊆DfA\subseteq D_fادامهٔ فرمول را افقی ببین و x1,x2∈Ax_1,x_2\in Aادامهٔ فرمول را افقی ببین با x1<x2x_1<x_2ادامهٔ فرمول را افقی ببین:

نوع شرط
صعودی f(x1)≤f(x2)f(x_1)\le f(x_2)ادامهٔ فرمول را افقی ببین
نزولی f(x1)≥f(x2)f(x_1)\ge f(x_2)ادامهٔ فرمول را افقی ببین
اکیداً صعودی f(x1)<f(x2)f(x_1)<f(x_2)ادامهٔ فرمول را افقی ببین
اکیداً نزولی f(x1)>f(x2)f(x_1)>f(x_2)ادامهٔ فرمول را افقی ببین

قضیه: هر تابع اکیداً یکنوا، یکنواست؛ اما عکس آن لزوماً درست نیست (مثال نقض: تابع ثابت هم صعودی و هم نزولی است اما نه اکیداً). f(x)=∣x∣f(x)=|x|ادامهٔ فرمول را افقی ببین در (−∞,0)(-\infty,0)ادامهٔ فرمول را افقی ببین اکیداً نزولی و در [0,+∞)[0,+\infty)ادامهٔ فرمول را افقی ببین اکیداً صعودی است، ولی در کل R\mathbb{R}ادامهٔ فرمول را افقی ببین نه صعودی و نه نزولی.

تلهٔ مهم: «صعودی بودن روی هر تکه» با «صعودی بودن روی اجتماع تکه‌ها» یکی نیست. تابع دوبخشیِ f(x)=xf(x)=xادامهٔ فرمول را افقی ببین برای x<0x<0ادامهٔ فرمول را افقی ببین و f(x)=x−1f(x)=x-1ادامهٔ فرمول را افقی ببین برای x≥0x\ge0ادامهٔ فرمول را افقی ببین در هر دو بازهٔ (−∞,0)(-\infty,0)ادامهٔ فرمول را افقی ببین و (0,+∞)(0,+\infty)ادامهٔ فرمول را افقی ببین اکیداً صعودی است، اما روی R\mathbb{R}ادامهٔ فرمول را افقی ببین نه: کافی است x1=−0.1x_1=-0.1ادامهٔ فرمول را افقی ببین و x2=0x_2=0ادامهٔ فرمول را افقی ببین را مقایسه کنی.

قضیهٔ بسیار مهم: هر تابع اکیداً یکنوا روی یک بازه، یک‌به‌یک است روی آن بازه. (اثبات: اگر f(x1)=f(x2)f(x_1)=f(x_2)ادامهٔ فرمول را افقی ببین با ffادامهٔ فرمول را افقی ببین اکیداً صعودی، نه x1<x2x_1<x_2ادامهٔ فرمول را افقی ببین ممکن است نه x1>x2x_1>x_2ادامهٔ فرمول را افقی ببین، پس x1=x2x_1=x_2ادامهٔ فرمول را افقی ببین.) عکس این قضیه لزوماً درست نیست — تابع می‌تواند یک‌به‌یک باشد بدون یکنوا بودن.

تابع روی دامنهٔ کامل یک‌به‌یک است؟
f(x)=ax+bf(x)=ax+bادامهٔ فرمول را افقی ببین (a≠0a\neq0ادامهٔ فرمول را افقی ببین) بله
f(x)=k(x−a)3+bf(x)=k(x-a)^3+bادامهٔ فرمول را افقی ببین بله
f(x)=xf(x)=\sqrt{x}ادامهٔ فرمول را افقی ببین بله
f(x)=x2f(x)=x^2ادامهٔ فرمول را افقی ببین یا $f(x)= x
f(x)=sin⁡xf(x)=\sin xادامهٔ فرمول را افقی ببین یا cos⁡x\cos xادامهٔ فرمول را افقی ببین خیر — باید به یک بازهٔ اکیداً یکنوا محدود شود
f(x)=cf(x)=cادامهٔ فرمول را افقی ببین (ثابت) خیر

یکنوایی توابع مثلثاتی: sin⁡x\sin xادامهٔ فرمول را افقی ببین در [−π2+2kπ,π2+2kπ]\left[-\frac{\pi}{2}+2k\pi,\frac{\pi}{2}+2k\pi\right]ادامهٔ فرمول را افقی ببین صعودی و در [π2+2kπ,3π2+2kπ]\left[\frac{\pi}{2}+2k\pi,\frac{3\pi}{2}+2k\pi\right]ادامهٔ فرمول را افقی ببین نزولی است؛ cos⁡x\cos xادامهٔ فرمول را افقی ببین در [0,π][0,\pi]ادامهٔ فرمول را افقی ببین نزولی و در [π,2π][\pi,2\pi]ادامهٔ فرمول را افقی ببین صعودی است و همین الگو با دورهٔ 2π2\piادامهٔ فرمول را افقی ببین تکرار می‌شود. همچنین اگر ffادامهٔ فرمول را افقی ببین در [a,b][a,b]ادامهٔ فرمول را افقی ببین صعودی باشد، بزرگ‌ترین مقدارش f(b)f(b)ادامهٔ فرمول را افقی ببین و کوچک‌ترین مقدارش f(a)f(a)ادامهٔ فرمول را افقی ببین است.

ترکیب توابع

(g∘f)(x)=g(f(x))\boxed{(g \circ f)(x) = g(f(x))}ادامهٔ فرمول را افقی ببینDg∘f={x∈Df∣f(x)∈Dg}\boxed{D_{g \circ f} = \{x \in D_f \mid f(x) \in D_g\}}ادامهٔ فرمول را افقی ببین

برای اینکه g∘fg\circ fادامهٔ فرمول را افقی ببین اصلاً تعریف شود، برد ffادامهٔ فرمول را افقی ببین و دامنهٔ ggادامهٔ فرمول را افقی ببین باید اشتراک ناتهی داشته باشند. همچنین همیشه Dg∘f⊆DfD_{g\circ f}\subseteq D_fادامهٔ فرمول را افقی ببین است.

قانون طلایی: دامنهٔ تابع مرکب را همیشه از تعریف محاسبه کن، نه از ضابطهٔ نهایی — ممکن است سادگی ضابطه دامنهٔ واقعی را پنهان کند.

مثال: f(x)=x−1f(x)=\sqrt{x-1}ادامهٔ فرمول را افقی ببین، g(x)=2x2−1g(x)=2x^2-1ادامهٔ فرمول را افقی ببین. برای g∘fg\circ fادامهٔ فرمول را افقی ببین: Df=[1,+∞)D_f=[1,+\infty)ادامهٔ فرمول را افقی ببین و (g∘f)(x)=2(x−1)−1=2x−3(g\circ f)(x)=2(x-1)-1=2x-3ادامهٔ فرمول را افقی ببین با دامنهٔ [1,+∞)[1,+\infty)ادامهٔ فرمول را افقی ببین — با اینکه ضابطهٔ نهایی 2x−32x-3ادامهٔ فرمول را افقی ببین در R\mathbb{R}ادامهٔ فرمول را افقی ببین تعریف‌شده است. برای f∘gf\circ gادامهٔ فرمول را افقی ببین: باید 2x2−1≥12x^2-1\ge1ادامهٔ فرمول را افقی ببین باشد، پس Df∘g=(−∞,−1]∪[1,+∞)D_{f\circ g}=(-\infty,-1]\cup[1,+\infty)ادامهٔ فرمول را افقی ببین.

تلهٔ نقطهٔ حذف‌شده: اگر تابع بیرونی یک نقطه را از دامنه‌اش کم داشته باشد، باید دید تابع درونی در کدام xxادامهٔ فرمول را افقی ببین دقیقاً همان مقدار را می‌سازد و آن xxادامهٔ فرمول را افقی ببین را هم از دامنهٔ ترکیب حذف کرد. برای f(x)=x−1f(x)=\sqrt{x-1}ادامهٔ فرمول را افقی ببین و g(x)=1x−3g(x)=\frac{1}{x-3}ادامهٔ فرمول را افقی ببین باید x−1≠3\sqrt{x-1}\neq3ادامهٔ فرمول را افقی ببین باشد، یعنی x≠10x\neq10ادامهٔ فرمول را افقی ببین؛ پس Dg∘f=[1,+∞)−{10}D_{g\circ f}=[1,+\infty)-\{10\}ادامهٔ فرمول را افقی ببین.

خواص ترکیب (فراتر از کتاب): شرکت‌پذیری (h∘g)∘f=h∘(g∘f)(h\circ g)\circ f = h\circ(g\circ f)ادامهٔ فرمول را افقی ببین؛ عموماً g∘f≠f∘gg\circ f \neq f\circ gادامهٔ فرمول را افقی ببین؛ اگر I(x)=xI(x)=xادامهٔ فرمول را افقی ببین آنگاه f∘I=I∘f=ff\circ I = I\circ f = fادامهٔ فرمول را افقی ببین؛ برد g∘fg\circ fادامهٔ فرمول را افقی ببین زیرمجموعه‌ای از برد ggادامهٔ فرمول را افقی ببین است.

یکنوایی ترکیب (فراتر از کتاب): اگر ffادامهٔ فرمول را افقی ببین و ggادامهٔ فرمول را افقی ببین هر دو روی بازهٔ موردنظر اکیداً یکنوا باشند، یکنواییِ g∘fg\circ fادامهٔ فرمول را افقی ببین درست مثل ضرب علامت به دست می‌آید: صعودی با صعودی و نزولی با نزولی نتیجهٔ صعودی می‌دهد، اما ترکیب یک صعودی و یک نزولی نزولی است. مثلاً با f(x)=x3+1f(x)=x^3+1ادامهٔ فرمول را افقی ببین (صعودی) و g(x)=−2x+5g(x)=-2x+5ادامهٔ فرمول را افقی ببین (نزولی)، هم g∘fg\circ fادامهٔ فرمول را افقی ببین و هم f∘gf\circ gادامهٔ فرمول را افقی ببین اکیداً نزولی‌اند. اگر دامنه به چند تکه بشکند، هر تکه را باید جدا بررسی کرد.

ترکیب با دامنهٔ گسسته: اگر f={(0,−1),(5,2),(3,5),(−2,4)}f=\{(0,-1),(5,2),(3,5),(-2,4)\}ادامهٔ فرمول را افقی ببین و g={(7,8),(5,3),(9,8),(11,4)}g=\{(7,8),(5,3),(9,8),(11,4)\}ادامهٔ فرمول را افقی ببین، برای محاسبهٔ (g∘f)(x)(g\circ f)(x)ادامهٔ فرمول را افقی ببین باید f(x)f(x)ادامهٔ فرمول را افقی ببین عضو دامنهٔ ggادامهٔ فرمول را افقی ببین باشد؛ فقط برای x=3x=3ادامهٔ فرمول را افقی ببین داریم f(3)=5∈Dgf(3)=5\in D_gادامهٔ فرمول را افقی ببین و g(5)=3g(5)=3ادامهٔ فرمول را افقی ببین، پس g∘f={(3,3)}g\circ f=\{(3,3)\}ادامهٔ فرمول را افقی ببین — بقیهٔ مقادیر تعریف‌نشده‌اند.

تبدیل نمودار توابع

ضابطه تبدیل
y=f(x)+cy=f(x)+cادامهٔ فرمول را افقی ببین / −c-cادامهٔ فرمول را افقی ببین انتقال بالا/پایین به اندازهٔ ccادامهٔ فرمول را افقی ببین
y=f(x−c)y=f(x-c)ادامهٔ فرمول را افقی ببین / f(x+c)f(x+c)ادامهٔ فرمول را افقی ببین انتقال راست/چپ به اندازهٔ ccادامهٔ فرمول را افقی ببین
y=kf(x)y=kf(x)ادامهٔ فرمول را افقی ببین کشش عمودی با ضریب kkادامهٔ فرمول را افقی ببین
y=f(kx)y=f(kx)ادامهٔ فرمول را افقی ببین کشش افقی با ضریب 1k\frac{1}{k}ادامهٔ فرمول را افقی ببین
y=−f(x)y=-f(x)ادامهٔ فرمول را افقی ببین قرینه نسبت به محور xxادامهٔ فرمول را افقی ببین
y=f(−x)y=f(-x)ادامهٔ فرمول را افقی ببین قرینه نسبت به محور yyادامهٔ فرمول را افقی ببین
$y= f(x)

در y=kf(x)y=kf(x)ادامهٔ فرمول را افقی ببین عرض هر نقطه در kkادامهٔ فرمول را افقی ببین ضرب می‌شود و طول ثابت می‌ماند: k>1k>1ادامهٔ فرمول را افقی ببین انبساط عمودی و 0<k<10<k<1ادامهٔ فرمول را افقی ببین انقباض عمودی می‌دهد؛ چون فقط عرض‌ها تغییر می‌کنند، ریشه‌های ffادامهٔ فرمول را افقی ببین و kfkfادامهٔ فرمول را افقی ببین یکسان‌اند. در y=f(kx)y=f(kx)ادامهٔ فرمول را افقی ببین طول هر نقطه در 1k\frac{1}{k}ادامهٔ فرمول را افقی ببین ضرب می‌شود و عرض ثابت می‌ماند: k>1k>1ادامهٔ فرمول را افقی ببین انقباض افقی و 0<k<10<k<1ادامهٔ فرمول را افقی ببین انبساط افقی می‌دهد؛ اینجا برد تغییر نمی‌کند ولی دامنه می‌تواند عوض شود. مثال: y=sin⁡(2x)y=\sin(2x)ادامهٔ فرمول را افقی ببین انقباض افقی با ضریب 12\frac12ادامهٔ فرمول را افقی ببین دارد و دورهٔ تناوب جدیدش π\piادامهٔ فرمول را افقی ببین است، در حالی‌که y=sin⁡(x2)y=\sin\left(\frac{x}{2}\right)ادامهٔ فرمول را افقی ببین انبساط افقی با ضریب 22ادامهٔ فرمول را افقی ببین و دورهٔ 4π4\piادامهٔ فرمول را افقی ببین دارد.

تابع وارون

تابع ffادامهٔ فرمول را افقی ببین یک‌به‌یک است اگر x1≠x2⇒f(x1)≠f(x2)x_1\neq x_2 \Rightarrow f(x_1)\neq f(x_2)ادامهٔ فرمول را افقی ببین (آزمون خط افقی: هیچ خط افقی نمودار را در بیش از یک نقطه قطع نکند). اگر ffادامهٔ فرمول را افقی ببین یک‌به‌یک باشد:

(a,b)∈f⇔(b,a)∈f−1,Df−1=Rf,Rf−1=Df\boxed{(a,b) \in f \Leftrightarrow (b,a) \in f^{-1}}, \qquad D_{f^{-1}}=R_f, \quad R_{f^{-1}}=D_fادامهٔ فرمول را افقی ببین

روش یافتن ضابطهٔ وارون: ۱) y=f(x)y=f(x)ادامهٔ فرمول را افقی ببین را بنویس؛ ۲) xxادامهٔ فرمول را افقی ببین را برحسب yyادامهٔ فرمول را افقی ببین بیاب؛ ۳) xxادامهٔ فرمول را افقی ببین و yyادامهٔ فرمول را افقی ببین را جابجا کن.

مثال: f(x)=x+3f(x)=\sqrt{x+3}ادامهٔ فرمول را افقی ببین، Df=[−3,+∞)D_f=[-3,+\infty)ادامهٔ فرمول را افقی ببین، Rf=[0,+∞)R_f=[0,+\infty)ادامهٔ فرمول را افقی ببین؛ از y2=x+3y^2=x+3ادامهٔ فرمول را افقی ببین نتیجه می‌شود f−1(x)=x2−3f^{-1}(x)=x^2-3ادامهٔ فرمول را افقی ببین با Df−1=[0,+∞)D_{f^{-1}}=[0,+\infty)ادامهٔ فرمول را افقی ببین.

ارتباط هندسی: نمودار ffادامهٔ فرمول را افقی ببین و f−1f^{-1}ادامهٔ فرمول را افقی ببین نسبت به خط y=xy=xادامهٔ فرمول را افقی ببین قرینه‌اند، چون جابجایی (a,b)→(b,a)(a,b)\to(b,a)ادامهٔ فرمول را افقی ببین معادل این قرینگی است.

(f∘f−1)(x)=x  ∀x∈Df−1,(f−1∘f)(x)=x  ∀x∈Df\boxed{(f \circ f^{-1})(x) = x \ \ \forall x \in D_{f^{-1}}}, \qquad \boxed{(f^{-1} \circ f)(x) = x \ \ \forall x \in D_f}ادامهٔ فرمول را افقی ببین

معیار تشخیص وارون بودن دو تابع: ffادامهٔ فرمول را افقی ببین و ggادامهٔ فرمول را افقی ببین وارون یکدیگرند اگر و تنها اگر هر دو ترکیب برابر تابع همانی شوند. برای f(x)=2x+6f(x)=2x+6ادامهٔ فرمول را افقی ببین و g(x)=x−62g(x)=\frac{x-6}{2}ادامهٔ فرمول را افقی ببین داریم (f∘g)(x)=2⋅x−62+6=x(f\circ g)(x)=2\cdot\frac{x-6}{2}+6=xادامهٔ فرمول را افقی ببین و (g∘f)(x)=(2x+6)−62=x(g\circ f)(x)=\frac{(2x+6)-6}{2}=xادامهٔ فرمول را افقی ببین، پس وارون یکدیگرند. توجه کن که بررسی فقط یکی از دو ترکیب کافی نیست.

محدود کردن دامنه برای یافتن وارون: برای h(x)=x2−2x+2=(x−1)2+1h(x)=x^2-2x+2=(x-1)^2+1ادامهٔ فرمول را افقی ببین (رأس (1,1)(1,1)ادامهٔ فرمول را افقی ببین)، با محدود کردن به [1,+∞)[1,+\infty)ادامهٔ فرمول را افقی ببین: h−1(x)=x−1+1h^{-1}(x)=\sqrt{x-1}+1ادامهٔ فرمول را افقی ببین؛ با محدود کردن به (−∞,1](-\infty,1]ادامهٔ فرمول را افقی ببین: h−1(x)=−x−1+1h^{-1}(x)=-\sqrt{x-1}+1ادامهٔ فرمول را افقی ببین. در هر دو حالت دامنهٔ وارون [1,+∞)[1,+\infty)ادامهٔ فرمول را افقی ببین است.

خواص وارون (فراتر از کتاب): (f−1)−1=f(f^{-1})^{-1}=fادامهٔ فرمول را افقی ببین؛ اگر ffادامهٔ فرمول را افقی ببین اکیداً صعودی باشد f−1f^{-1}ادامهٔ فرمول را افقی ببین نیز اکیداً صعودی است (مشابه برای نزولی)؛ (g∘f)−1=f−1∘g−1(g\circ f)^{-1} = f^{-1}\circ g^{-1}ادامهٔ فرمول را افقی ببین (ترتیب معکوس می‌شود). توابع متناوب مانند sin⁡\sinادامهٔ فرمول را افقی ببین و cos⁡\cosادامهٔ فرمول را افقی ببین روی کل دامنه‌شان وارون ندارند، اما با محدودسازی دامنه می‌توان تعریف کرد: sin⁡−1:[−1,1]→[−π2,π2]\sin^{-1}:[-1,1]\to\left[-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}\right]ادامهٔ فرمول را افقی ببین و cos⁡−1:[−1,1]→[0,π]\cos^{-1}:[-1,1]\to[0,\pi]ادامهٔ فرمول را افقی ببین.

نکتهٔ کنکوری: برای f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+cادامهٔ فرمول را افقی ببین، بازهٔ یک‌به‌یک‌شدن باید شامل یا سمت راست یا سمت چپ رأس x=−b2ax=-\frac{b}{2a}ادامهٔ فرمول را افقی ببین باشد. اگر f(a)=bf(a)=bادامهٔ فرمول را افقی ببین آنگاه f−1(b)=af^{-1}(b)=aادامهٔ فرمول را افقی ببین — ساده‌ترین روش محاسبهٔ مقادیر وارون. نقاط روی خط y=xy=xادامهٔ فرمول را افقی ببین (مانند (a,a)(a,a)ادامهٔ فرمول را افقی ببین) در ffادامهٔ فرمول را افقی ببین و f−1f^{-1}ادامهٔ فرمول را افقی ببین مشترک‌اند.

جدول وارون توابع مهم:

تابع f(x)f(x)ادامهٔ فرمول را افقی ببین دامنه f−1(x)f^{-1}(x)ادامهٔ فرمول را افقی ببین دامنهٔ وارون
ax+bax+bادامهٔ فرمول را افقی ببین R\mathbb{R}ادامهٔ فرمول را افقی ببین x−ba\dfrac{x-b}{a}ادامهٔ فرمول را افقی ببین R\mathbb{R}ادامهٔ فرمول را افقی ببین
x3x^3ادامهٔ فرمول را افقی ببین R\mathbb{R}ادامهٔ فرمول را افقی ببین x3\sqrt[3]{x}ادامهٔ فرمول را افقی ببین R\mathbb{R}ادامهٔ فرمول را افقی ببین
x\sqrt{x}ادامهٔ فرمول را افقی ببین [0,+∞)[0,+\infty)ادامهٔ فرمول را افقی ببین x2x^2ادامهٔ فرمول را افقی ببین [0,+∞)[0,+\infty)ادامهٔ فرمول را افقی ببین
x2x^2ادامهٔ فرمول را افقی ببین [0,+∞)[0,+\infty)ادامهٔ فرمول را افقی ببین x\sqrt{x}ادامهٔ فرمول را افقی ببین [0,+∞)[0,+\infty)ادامهٔ فرمول را افقی ببین
exe^xادامهٔ فرمول را افقی ببین R\mathbb{R}ادامهٔ فرمول را افقی ببین ln⁡x\ln xادامهٔ فرمول را افقی ببین (0,+∞)(0,+\infty)ادامهٔ فرمول را افقی ببین

مثال کاربردی (تبدیل دما): f(x)=95x+32f(x)=\frac{9}{5}x+32ادامهٔ فرمول را افقی ببین (سانتیگراد به فارنهایت)؛ وارونش f−1(x)=5(x−32)9f^{-1}(x)=\frac{5(x-32)}{9}ادامهٔ فرمول را افقی ببین دمای فارنهایت را به سانتیگراد برمی‌گرداند.

جدول خلاصهٔ کل فصل

مفهوم تعریف/فرمول شرط مهم
تابع چند جمله‌ای f(x)=anxn+⋯+a0f(x)=a_nx^n+\cdots+a_0ادامهٔ فرمول را افقی ببین an≠0a_n\neq0ادامهٔ فرمول را افقی ببین، توان صحیح نامنفی
تابع اکیداً صعودی x1<x2⇒f(x1)<f(x2)x_1<x_2\Rightarrow f(x_1)<f(x_2)ادامهٔ فرمول را افقی ببین روی بازهٔ AAادامهٔ فرمول را افقی ببین
ترکیب توابع (g∘f)(x)=g(f(x))(g\circ f)(x)=g(f(x))ادامهٔ فرمول را افقی ببین Rf∩Dg≠∅R_f\cap D_g\neq\emptysetادامهٔ فرمول را افقی ببین
دامنهٔ مرکب Dg∘f={x∈Df∣f(x)∈Dg}D_{g\circ f}=\{x\in D_f\mid f(x)\in D_g\}ادامهٔ فرمول را افقی ببین محاسبه از تعریف
تابع وارون f(a)=b⇔f−1(b)=af(a)=b \Leftrightarrow f^{-1}(b)=aادامهٔ فرمول را افقی ببین ffادامهٔ فرمول را افقی ببین باید یک‌به‌یک باشد
وارون ترکیب (g∘f)−1=f−1∘g−1(g\circ f)^{-1}=f^{-1}\circ g^{-1}ادامهٔ فرمول را افقی ببین هر دو وارون‌پذیر

مباحث مرتبط

ادامه‌ی این مبحث رو ببین

با ثبت‌نام رایگان، به بانک کامل سؤال، شبیه‌ساز کنکور و تحلیل پیشرفت دسترسی داری

ثبت‌نام رایگان