funciones

22
Universidad Católica del Norte Departamento de Matemática Cecilia Alejandra Cabello Bugueño 1 3. FUNCIONES Una función es un tipo particular de relación. Definición N°6: Función Se llama función de a una relación , que cumple la siguiente propiedad: Es decir, el dominio de la relación debe ser igual al conjunto de partida ( ), y cada elemento del conjunto de partida debe tener una única imagen en el codominio. Si es una función de se escribe O bien, si (, ) ∈ , se escribe () = , esto es: (, ) ∈ ⇒ () = Esto quiere decir, que cada elemento del conjunto al aplicar la función a ese elemento (()) obtendremos un elemento en el conjunto , es decir, obtendremos , (() = ) Si (, ) ∈ , se escribe () = , esto es: (, ) ∈ ⇒ () = El conjunto es llamado Conjunto de Partida o Dominio, mientras que el conjunto es llamado conjunto de Llegada o Recorrido. Ejemplo Nº 18: a. Sean los conjuntos = {, , } , = {0, 1, 2, 3}, y la relación que se muestra en la figura 4.1, ¿Es la relación una función?

Upload: carlos-nanjari-puma-glorioso

Post on 09-Jul-2015

189 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Funciones

Universidad Católica del Norte

Departamento de Matemática

Cecilia Alejandra Cabello Bugueño

1

3. FUNCIONES Una función es un tipo particular de relación.

Definición N°6: Función

Se llama función de 𝐴 𝑒𝑛 𝐵 a una relación 𝑓 𝑑𝑒 𝐴 𝑒𝑛 𝐵, que cumple la siguiente propiedad:

Es decir, el dominio de la relación debe ser igual al conjunto de partida (𝐴), y cada elemento del

conjunto de partida debe tener una única imagen en el codominio.

Si 𝑓 es una función de 𝐴 𝑒𝑛 𝐵 se escribe

O bien, si (𝑥, 𝑦) ∈ 𝑓, se escribe 𝑓(𝑥) = 𝑦, esto es:

(𝑥, 𝑦) ∈ 𝑓 ⇒ 𝑓(𝑥) = 𝑦

Esto quiere decir, que cada elemento del conjunto 𝐴 al aplicar la función a ese elemento (𝑓(𝑥))

obtendremos un elemento en el conjunto 𝐵, es decir, obtendremos 𝑦, (𝑓(𝑥) = 𝑦)

Si (𝑥, 𝑦) ∈ 𝑓, se escribe 𝑓(𝑥) = 𝑦, esto es:

(𝑥, 𝑦) ∈ 𝑓 ⇒ 𝑓(𝑥) = 𝑦

El conjunto 𝐴 es llamado Conjunto de Partida o Dominio, mientras que el conjunto 𝐵 es llamado

conjunto de Llegada o Recorrido.

Ejemplo Nº 18:

a. Sean los conjuntos 𝐴 = {𝑎, 𝑏, 𝑐} , 𝐵 = {0, 1, 2, 3}, y 𝑓 la relación que se muestra en la

figura 4.1, ¿Es la relación 𝑓 una función?

Page 2: Funciones

Universidad Católica del Norte

Departamento de Matemática

Cecilia Alejandra Cabello Bugueño

2

𝑓 si es función, puesto que cada elemento del conjunto 𝐴 tiene una única imagen en el conjunto

𝐵, es decir,

(𝑎, 0), (𝑏, 2), (𝑐, 2) ó 𝑓(𝑎) = 0; 𝑓(𝑏) = 2; 𝑓(𝑐) = 2

b. Sean los conjuntos 𝐴 = {𝑎, 𝑏, 𝑐}, 𝐵 = {0, 1, 2, 3 } y g la relación que se muestra en la figura 3.2.

¿Es la relación g una función?

𝑔 si es función, puesto que cada elemento del conjunto 𝐴 tiene una única imagen en el conjunto

𝐵, es decir,

(𝑎, 0), (𝑏, 1), (𝑐, 3) ó 𝑓(𝑎) = 0; 𝑓(𝑏) = 1; 𝑓(𝑐) = 3

c. Sean los conjuntos 𝐴 = {𝑎, 𝑏, 𝑐}, 𝐵 = {0, 1, 2, 3} y ℎ la relación que se muestra en la figura 3.3.

¿Es ℎ una función?

Page 3: Funciones

Universidad Católica del Norte

Departamento de Matemática

Cecilia Alejandra Cabello Bugueño

3

ℎ NO es función, puesto que:

𝑓(𝑏) = 0 ∧ 𝑓(𝑏) = 3

3.2 DOMINIO Y RECORRIDO DE UNA FUNCION

Definición Nº 7: Dominio de una Función.

El Dominio de una Función, al igual que en una relación son los valores de 𝑥 en los cuales está

definida esta. Además, el dominio de una función está contenido en el conjunto de partida.

Ejemplo Nº19:

a. 𝑓: {1, 2} ⟶ {3, 5}

𝑓(𝑥) = 2𝑥 + 1

𝐷𝑜𝑚 𝑓 = {1, 2} = 𝐴

b. 𝑓: {0, 1, 3} ⟶ ℝ

𝑓(𝑥) =4

5𝑥 + 3

𝐷𝑜𝑚 𝑓 = {0, 1,3}

c. 𝑓 ∶ ℕ ⟶ ℕ

𝑓(𝑥) = 𝑥 + 1

𝐷𝑜𝑚𝑓 = ℕ

d. 𝑓: ℤ ⟶ ℝ

𝑓(𝑥) =1

𝑥

𝐷𝑜𝑚 𝑓 = ℤ − {0}

Figura 3.3

Page 4: Funciones

Universidad Católica del Norte

Departamento de Matemática

Cecilia Alejandra Cabello Bugueño

4

Definición Nº8: Recorrido de una Función

El recorrido de una función, al igual que en una relación son los valores de 𝒴, los cuales son

obtenidos a partir de 𝒳, en los cuales está definida ésta. Además, el recorrido de una función está

contenido o puede que sea el mismo conjunto de llegada o codominio de dicha relación.

Ejemplo Nº18:

a. 𝑓: {1, 2} ⟶ {3, 5}

𝑅𝑒𝑐 𝑓 = {3, 5}

𝑓(𝑥) = 2𝑥 + 1

𝑦 = 2𝑥 + 1

𝑦−1

2= 𝑥

𝑅𝑒𝑐 𝑓 ⊆ 𝐶𝑜𝑑𝑜𝑚𝑖𝑛𝑖𝑜 𝑓

b. 𝑓: {0, 1, 3} ⟶ ℝ

𝑓(𝑥) =4

5+ 3 ⟶ 𝑦 =

4

5𝑥 + 3

5

4(𝑦 − 3) = 𝑥

𝑃𝑜𝑟 𝑙𝑜 𝑡𝑎𝑛𝑡𝑜 𝑅𝑒𝑐 𝑓 = ℝ

c. 𝑓: ℕ ⟶ ℕ

𝑦 = 𝑥 + 1

𝑦 − 1 = 𝑥 ≥ 1

𝑦 − 1 ≥ 1

𝑦 ≥ 2

𝑃𝑜𝑟 𝑙𝑜 𝑡𝑎𝑛𝑡𝑜

𝑅𝑒𝑐 𝑓 = {2, 3, 4, 5 … }

d. 𝑓: ℕ ⟶ ℕ

𝑓(𝑥) = 2𝑥 − 3 𝐷𝑜𝑚𝑓 = ℕ

𝑦 = 2𝑥 − 3

𝑦 + 3 = 2𝑥

𝑥 =𝑦+3

2 ≥ 1

𝑦 + 3 ≥ 2

𝑦 ≥ 2 − 3

𝑦 ≥ −1

𝑃𝑜𝑟 𝑙𝑜 𝑡𝑎𝑛𝑡𝑜, 𝑅𝑒𝑐 𝑓 = {−1, 0,1, 2, … . }

Page 5: Funciones

Universidad Católica del Norte

Departamento de Matemática

Cecilia Alejandra Cabello Bugueño

5

e. 𝑓(𝑥) = 2𝑥 −4

5

𝑓: [2, +∞) ⟶ ℝ

𝐷𝑜𝑚𝑓 = [2, +∞)

𝑦 = 2𝑥 −4

5

𝑦 +4

5= 2𝑥

𝑦+

4

5

2= 2

5𝑦+4

10= 𝑥 ≥ 2

5𝑦+4

10≥ 2

5𝑦 + 4 ≥ 20

5𝑦 ≥ 20 − 4

5𝑦 ≥ 16

𝑦 ≥16

5

𝑃𝑜𝑟 𝑙𝑜 𝑡𝑎𝑛𝑡𝑜,

𝑅𝑒𝑐 𝑓 = {𝑦 ∈ ℝ 𝑡𝑎𝑙𝑞𝑢𝑒 𝑦 ≥16

5}

f.𝑓(𝑥) = −5𝑥 −3

4 ∶ 𝑓: (−2, +∞) ⟶ ℝ

𝐷𝑜𝑚 𝑓 = (−2, +∞)

𝑦 = −5𝑥 −3

4

4𝑦 = −20𝑥 − 3

4𝑦 + 3 = −20𝑥 − 3

−4𝑦 − 3 = −20𝑥/ · −1

−4𝑦−3

20= 𝑥 > −2 ⟹

−4𝑦−3

20> −2

−4𝑦 − 3 > −40

−4𝑦 > −40 + 3

−4𝑦 > −37 /· −1

4𝑦 < 37

𝑦 <37

4

𝑃𝑜𝑟 𝑙𝑜 𝑡𝑎𝑛𝑡𝑜,

𝑅𝑒𝑐 𝑓 = {𝑦 ∈ ℝ 𝑡𝑎𝑙𝑞𝑢𝑒 𝑦 <37

4}

g. Dados

𝐴 = {𝑥 ∈ ℝ/1 ≤ 𝑥 ≤ 3} 𝑦 𝐵 = ℝ.

La función 𝑡: 𝐴 ⟶ 𝐵 definida por

𝑡(𝑥) = 3. Para todo 𝑥 ∈ 𝐴

Page 6: Funciones

Universidad Católica del Norte

Departamento de Matemática

Cecilia Alejandra Cabello Bugueño

6

-4 -3 -2 -1 1 2 3 4

-4

-3

-2

-1

1

2

3

4

X

Y

𝐷𝑜𝑚 𝑡 = {[1, 3]}

𝑅𝑒𝑐 𝑡 = {3}

Gráfico de la función 𝑡(𝑥) = 3

Figura 3.4

3.3 FUNCIONES CON DOMINIO RESTRINGIDO

Consideremos la figura:

Sea 𝐶 un subconjunto del conjunto 𝐴 (𝐶 ⊆ 𝐴) y sea 𝑅una relación. Notemos que:

1. 𝑅: 𝐴 ⟶ 𝐵 no es función, pues 3 no tiene imagen.

2. 𝑆: 𝐶 ⟶ 𝐵 es función.

Figura 3.5

Figura 3.6

Page 7: Funciones

Universidad Católica del Norte

Departamento de Matemática

Cecilia Alejandra Cabello Bugueño

7

Notemos que la relación 𝑠 no es función, ya que el elemento 1 del conjunto A tiene dos imágenes

(𝑠(1) = 𝑎 ∧ 𝑠(1) = 𝑏)

Sea 𝑓una función de 𝐴 𝑒𝑛 𝐵 (𝑓: 𝐴 ⟶ 𝐵), entonces 𝐷𝑜𝑚 𝑓 = 𝐴. Sin embargo una relación de 𝐴𝑥𝐵

puede ser una relación en 𝐴𝑥𝐵 puede ser una función definida en un dominio contenido en 𝐴.

El dominio de la función se llama dominio restringido cuando 𝐷𝑜𝑚 𝑓 ⊆ 𝐴 pero 𝐷𝑜𝑚 𝑓 ≠ 𝐴.

Ejemplo Nº19:

Sea 𝐴 = {𝑛 ∈ ℕ/7 ≤ 𝑛 ≤ 10}. Analicemos los siguientes diagramas sagitales.

𝑓1 es una función de 𝐴 𝑒𝑛 𝐴, puesto que para elemento del conjunto de partida existe una imagen

en el conjunto 𝐴.

𝑓1(7) = 7; 𝑓1(8) = 9; 𝑓1(9) = 10; 𝑓1(10) = 8

𝑓2 es función, puesto que:

𝑓2(7) = 7; 𝑓2(8) = 7; 𝑓2(9) = 8; 𝑓2(10) = 9

Figura 3.7

Figura 3.8

Page 8: Funciones

Universidad Católica del Norte

Departamento de Matemática

Cecilia Alejandra Cabello Bugueño

8

Notemos que del ejemplo c, se tiene que:

1. 𝑓3no es función de 𝐴 𝑒𝑛 𝐴 ya que 𝑓(10) no tiene imagen en el conjunto de llegada.

2. 𝑓3 es una función con dominio restringido, 𝑓3 es función de 𝐵 𝑒𝑛 𝐴, puesto que:

𝑓3(7) = 7; 𝑓3(8) = 8; 𝑓3(9) = 9

𝑓4 no es función de 𝐴 𝑒𝑛 𝐴 puesto que:

𝑓4(7), 𝑓4(8), 𝑓4(9) no tiene imagen en el conjunto de llegada.

𝑓4 es función con dominio restringido, 𝑓4 es función del conjunto 𝐷 𝑒𝑛 𝐴.

Ejemplo Nº20:

Analicemos los siguientes gráficos en el plano cartesiano y determinemos cuales de ellos son el

gráfico de una función.

a.- Figura 3.11. Ecuación de la recta 𝑓1 = {(𝑥, 𝑦)/𝑦 = 𝑥 + 1}

Figura 3.9

Figura 3.10

Page 9: Funciones

Universidad Católica del Norte

Departamento de Matemática

Cecilia Alejandra Cabello Bugueño

9

-8 -6 -4 -2 2 4 6 8

-8

-6

-4

-2

2

4

6

8

X

Y

b.- Figura 3.12. Semicircunferencia de centro (0,0)𝑦 radio 1.

𝑓2 = {(𝑥, 𝑦)/𝑥2 + 𝑦2 = 1 /𝑦 ≥ 0}

-4 -3 -2 -1 1 2 3 4

-4

-3

-2

-1

1

2

3

4

X

Y

c.- Figura 3.13. Gráfica Función Valor Absoluto.

𝑓3 = {(𝑥, 𝑦)/ |𝑥| = 𝑦}

Notemos que 𝑓 2 es función,

puesto que cada elemento de 𝑥 ∈

ℝ tiene una, y sólo una imagen.

Notemos que 𝑓1 es una función

de ℝ 𝑒𝑛 ℝ, puesto que cada

elemento 𝑥 ∈ ℝ tiene una, y sólo

una imagen

Page 10: Funciones

Universidad Católica del Norte

Departamento de Matemática

Cecilia Alejandra Cabello Bugueño

10

-8 -6 -4 -2 2 4 6 8

-8

-6

-4

-2

2

4

6

8

x

y

3.5. PROPIEDADES DE FUNCIONES

Ya estudiado el dominio y recorrido de funciones, podemos analizar estas, y observar algunos

tipos especiales que cumplen ciertas propiedades las cuales veremos a continuación.

a. FUNCION INYECTIVA O 1-1 (UNO A UNO)

Una función 𝑓 es una función inyectiva ó uno a uno si, y sólo si

𝑃𝑎𝑟𝑎 𝑡𝑜𝑑𝑜 𝑥1,𝑥2 ∈ 𝐷𝑜𝑚 𝑓, (𝑓(𝑥1) = 𝑓(𝑥2) ⟹ 𝑥1 = 𝑥2

Ejemplo Nº21:

a. Sea 𝑓: ℝ − {1} ⟶ ℝ la función definida por 𝑓(𝑥) =1

𝑥−1

P.D 𝑓(𝑥1) = 𝑓(𝑥2) ⟹ 𝑥1 = 𝑥2

𝑓(𝑥1) =1

𝑥1−1

⟹ 1

𝑥1−1=

1

𝑥2−1

𝑓(𝑥2) =1

𝑥2−1 𝑥2 − 1 = 𝑥1 − 1

𝑥2 = 𝑥1

Notemos que 𝑓3 es función,

puesto que cada elemento de 𝑥 ∈

ℝ tiene una, y sólo una imagen.

Page 11: Funciones

Universidad Católica del Norte

Departamento de Matemática

Cecilia Alejandra Cabello Bugueño

11

Por lo tanto 𝑓 es una función inyectiva.

b. Sea 𝑓: ℝ ⟶ ℝ una función definida por 𝑓(𝑥) =2𝑥2−1

3. ¿𝑓 Es inyectiva?

P.D 𝑓(𝑥1) = 𝑓(𝑥2) ⟹ 𝑥1 = 𝑥2

2𝑥1

2 − 1

3=

2𝑥12 − 1

3

3(2𝑥12 − 1) = 3(𝑥2

2 − 1)

2𝑥12 − 1 = 2𝑥2

2 − 1

2𝑥12 = 2𝑥2

2

𝑥12 = 𝑥2

2

𝑥1 = ±𝑥2

Por lo tanto 𝑓 no es función inyectiva.

Vemos que para tener igual imagen no es necesario que 𝑥1 𝑦 𝑥2 sean iguales. Por ejemplo, si 𝑥1 =

1 𝑦 𝑥2 = −1, tenemos que 𝑓(𝑥1) = 𝑓(𝑥2) con 𝑥1 ≠ 𝑥2.

b. FUNCION SOBREYECTIVA O EPIYECTIVA

Una función 𝑓: 𝐴 → 𝐵 es Epiyectiva o Sobreyectiva si, y sólo si el recorrido es igual al conjunto 𝐵,

es decir:

𝑃𝑎𝑟𝑎 𝑡𝑜𝑑𝑜 𝑦 ∈ 𝐵, 𝑒𝑥𝑖𝑠𝑡𝑒 𝑥 ∈ 𝐴 𝑡𝑎𝑙 𝑞𝑢𝑒𝑓(𝑥) = 𝑦

Ejemplo Nº21:

Figura 3.14

Page 12: Funciones

Universidad Católica del Norte

Departamento de Matemática

Cecilia Alejandra Cabello Bugueño

12

a. Sea 𝑓: ℝ → ℝ definida por 𝑓(𝑥) = 6𝑥 − 3. Demostraremos que 𝑓 es sobreyectiva.

Sea 𝑦 = 6𝑥 − 3. Despejemos el valor de 𝑥 en función de 𝑦, esto es:

𝑦 − 3

6= 𝑥

Entonces, 𝑅𝑒𝑐𝑓 = ℝ

Así 𝑅𝑒𝑐 𝑓 = ℝ = 𝐵

Por lo tanto 𝑓 es una función sobreyectiva.

Notemos que 𝐵 = {𝑎, 𝑏, 𝑐} y 𝑅𝑒𝑐𝑜𝑟𝑟𝑖𝑑𝑜 𝑓 = {𝑎, 𝑏, 𝑐}

Por lo tanto 𝑓 es una función sobreyectiva.

Figura 3.15

Page 13: Funciones

Universidad Católica del Norte

Departamento de Matemática

Cecilia Alejandra Cabello Bugueño

13

c. La Gráfica de la Función Cuadrática.

Figura 3.16. Gráfica función Cuadrática.

𝑓(𝑥) = 𝑥2

-4 -3 -2 -1 1 2 3 4

-4

-3

-2

-1

1

2

3

4

X

Y

Sea 𝑓: ℝ → ℝ0+ la función definida por 𝑓(𝑥) = 𝑥2.

Notemos que el 𝑅𝑒𝑐 𝑓 = ℝ0+ = 𝐵.

Por lo tanto 𝑓 es una función sobreyectiva.

RESTRICCIONES PARA QUE UNA FUNCION SEA SOBREYECTIVA

Sea 𝑓: ℝ∗ → ℝ una función definida por:

𝑓(𝑥) =1 + 2𝑥

𝑥

Para demostrar que 𝑓 es una función sobreyectiva basta con verificar

𝑅𝑒𝑐 𝑓 = ℝ = 𝐵

Calculemos el recorrido:

𝑦 =1 + 2𝑥

𝑥

Page 14: Funciones

Universidad Católica del Norte

Departamento de Matemática

Cecilia Alejandra Cabello Bugueño

14

𝑥𝑦 − 2𝑥 = 1

𝑥(𝑦 − 2) = 1

𝑥 =1

𝑦 − 2

Luego 𝑟𝑒𝑐 𝑓 = ℝ − {2}

Por lo tanto 𝑓 no es una función sobreyectiva.

Para que 𝑓 sea una función sobreyectiva, basta con restringir el conjunto de llegada (𝐵) al

recorrido obtenido, esto es:

c. FUNCION BIYECTIVA

Una función 𝑓 𝑑𝑒 𝐴 𝑒𝑛 𝐵, es una función biyectiva si, y sólo si 𝑓 es inyectiva y sobreyectiva

simultáneamente.

Ejemplo Nº22:

a. Sea 𝑓1 : 𝐴 → 𝐵 una función definida por:

Notemos que:

𝑓1(1) = 2 ;𝑓1(2) = 4; 𝑓1(3) = 6

Por lo tanto 𝑓1 es una función inyectiva.

Además, 𝑅𝑒𝑐𝑓1 = {2, 4, 6} = 𝐵

Por lo tanto 𝑓1 es una función sobreyectiva.

Figura 3.17

Page 15: Funciones

Universidad Católica del Norte

Departamento de Matemática

Cecilia Alejandra Cabello Bugueño

15

Por lo tanto 𝑓1 es una función biyectiva.

d. FUNCIONES CRECIENTES

Sea una función real, 𝑓 es una función creciente si, y solo si

𝑥 > 𝑦 ⟹ 𝑓(𝑥) > 𝑓(𝑦) 𝑃𝑎𝑟𝑎 𝑡𝑜𝑑𝑜 𝑥, 𝑦 ∈ 𝐷𝑜𝑚 𝑓

Es decir, a medida que el valor de x crece, su imagen también crece. La figura 3.18, muestra una

función creciente.

e. FUNCIONES DECRECIENTES

Sea una función real, 𝑓 es una función decreciente si, y solo si

𝑥 > 𝑦 ⟹ 𝑓(𝑥) < 𝑓(𝑦) ∀ 𝑥, 𝑦 ∈ 𝐷𝑜𝑚 𝑓

Es decir, a medida que el valor de 𝑥 crece, su imagen decrece. La figura 3.19, muestra una función

decreciente.

-4 -3 -2 -1 1 2 3 4

-4

-3

-2

-1

1

2

3

4

X

Y

-4 -3 -2 -1 1 2 3 4

-4

-3

-2

-1

1

2

3

4

X

Y

Figura 3.18. Función

Creciente

Figura 3.19. Función

Decreciente

Page 16: Funciones

Universidad Católica del Norte

Departamento de Matemática

Cecilia Alejandra Cabello Bugueño

16

3.6. FUNCION INVERSA (𝒇−𝟏)

En matemáticas, si f es una aplicación o función que lleva elementos de I en elementos de J, en

ciertas condiciones será posible definir la aplicación f -1 que realice el camino de vuelta de J a I. En

ese caso diremos que f -1 es la aplicación inversa de f.”

Una función 𝑓: 𝐴 → 𝐵 tiene su correspondiente función inversa 𝑓−1:𝐵 → 𝐴, si 𝑓 es una

función biyectiva (inyectiva y sobreyectiva).

Además si 𝑓es una función biyectiva, entonces 𝑓−1 también será una función biyectiva.

Ejemplo Nº 23:

Notemos que 𝑓 es una función, pues:

I. 𝐷𝑜𝑚 𝑓 = 𝐴

II. 𝑓(1) = 4, 𝑓(2) = 5, 𝑓(3) = 6

Por lo tanto 𝑓 es una función inyectiva.

Además,𝑅𝑒𝑐 𝑓 = 𝐵 .

Por lo tanto 𝑓 es una función biyectiva.

Luego,

Figura 3.20

Page 17: Funciones

Universidad Católica del Norte

Departamento de Matemática

Cecilia Alejandra Cabello Bugueño

17

Para poder determinar la función inversa 𝑓−1 de una función biyectiva 𝑓 debemos seguir los

siguientes pasos:

i. Primero despejar la variable 𝑥 de la ecuación 𝑦 = 𝑓(𝑥)

ii. Luego, se deben intercambiar los valores de 𝑦 por la letra 𝑥.

Ejemplo Nº24:

a. Sea 𝑓: ℝ → ℝ una función biyectiva definida por 𝑓(𝑥) = 4𝑥 + 2

Hacemos 𝑦 = 𝑓(𝑥), esto es:

𝑦 = 4𝑥 + 2

Despejamos el valor de 𝑥,

𝑦 − 2

4= 𝑥

Luego, donde este una variable 𝑦, la cambiamos por la variable 𝑥, esto es:

𝑥 − 2

4= 𝑦

Así se define la inversa de la función 𝑓(𝑥) = 4𝑥 + 2 por 𝑓(𝑥)−1 =𝑥−2

4

Figura 3.16

Page 18: Funciones

Universidad Católica del Norte

Departamento de Matemática

Cecilia Alejandra Cabello Bugueño

18

b. Observemos la siguiente gráfica de la función biyectiva

𝑓: ℝ → ℝ

𝑥 → 𝑓(𝑥) = 2𝑥 + 2

Su función inversa es:

𝑓−1: ℝ → ℝ

𝑥 → 𝑓(𝑥)−1 =𝑥 − 2

2

-4 -3 -2 -1 1 2 3 4

-4

-3

-2

-1

1

2

3

4

X

Y

Page 19: Funciones

Universidad Católica del Norte

Departamento de Matemática

Cecilia Alejandra Cabello Bugueño

19

3.7 COMPOSICION DE FUNCIONES

En matemática, una función compuesta es una función formada por la

composición o aplicación sucesiva de otras dos funciones. Para ello, se aplica

sobre el argumento la función más próxima al mismo, y al resultado del cálculo

anterior se le aplica finalmente la función restante.

Formalmente, dadas dos funciones f: X → Y y g: Y → Z, donde la imagen d

está contenida en el dominio de g, se define la función composición

(g ο f ): X → Z como (g ο f)(x) = g (f(x)), para todos los elementos x de X.

A (g ο f) se le llama composición de f y g. Nótese que se nombra no siguiendo el orden de

escritura, sino el orden en que se aplican las funciones a su argumento.

La función compuesta, existe y puede ser calculada si y solo si ocurre que

𝑅𝑒𝑐(𝑓) ⊆ 𝐷𝑜𝑚 (𝑔)

En caso de que la condición no se cumpliese, se redefine la función para que ocurra dicha

condición.

Page 20: Funciones

Universidad Católica del Norte

Departamento de Matemática

Cecilia Alejandra Cabello Bugueño

20

Ejemplo Nº25:

b. Si 𝑓: ℕ → ℕ y 𝑔: ℕ → ℕ son las funciones definidas por

𝑓(𝑛) = 5𝑛 ∧ 𝑔(𝑛) = 𝑛 + 3

Entonces, (𝑔 𝑜 𝑓): ℕ → ℕ queda definida de la siguiente manera:

Figura 3.23

Figura 3.24

Page 21: Funciones

Universidad Católica del Norte

Departamento de Matemática

Cecilia Alejandra Cabello Bugueño

21

Veamos la siguiente tabla con valores para (𝑔 𝑜 𝑓):

𝑛 𝑓(𝑛) 𝑔(𝑓(𝑛))

1 5 8

2 10 13

3 15 18

Luego, (𝑔 𝑜 𝑓)(𝑛) = 5𝑛 + 3

(𝑔 𝑜 𝑓)(1) = 8

(𝑔 𝑜 𝑓)(2) = 13

(𝑔 𝑜 𝑓)(3) = 18

c. Sea 𝑓: ℝ → ℝ ∧ 𝑔: ℝ → ℝ funciones definidas por:

𝑓(𝑥) = { 𝑥2, 𝑠𝑖 𝑥 > 1𝑥 + 1, 𝑠𝑖 𝑥 ≤ 1

⋀ 𝑔(𝑥) = 6𝑥 − 1

Si 𝑥 > 1 entonces (𝑔 𝑜 𝑓)(𝑥) = 𝑔(𝑓(𝑥))

𝑓(𝑥) = 𝑥2 (𝑔 𝑜 𝑓)(𝑥) = 𝑔(𝑥2)

(𝑔 𝑜 𝑓)(𝑥) = 6𝑥2 − 1

Page 22: Funciones

Universidad Católica del Norte

Departamento de Matemática

Cecilia Alejandra Cabello Bugueño

22

Si 𝑥 ≤ 1, entonces (𝑔 𝑜 𝑓)(𝑥) = 𝑔(𝑓(𝑥))

𝑓(𝑥) = 𝑥 + 1 (𝑔 𝑜 𝑓)(𝑥) = 𝑔(𝑥 + 1)

(𝑔 𝑜 𝑓)(𝑥) = 6(𝑥 + 1) − 1

(𝑔 𝑜 𝑓)(𝑥) = 6𝑥 + 6 − 1

(𝑔 𝑜 𝑓)(𝑥) = 6𝑥 + 5

Entonces busquemos(𝑔 𝑜 𝑓)(2)𝑦 (𝑔 𝑜 𝑓)(−2)

Notemos que,

i. 2 > 1, entonces (𝑔 𝑜 𝑓)(𝑥) = 6𝑥2 − 1

Luego, (𝑔 𝑜 𝑓)(2) = 6𝑥2 − 1

= 6(2)2 − 1

= 6 · 4 − 1

= 24 − 1 = 23

ii. −2 ≤ 1, entonces (𝑔 𝑜 𝑓)(𝑥) = 6𝑥 + 5

Luego, (𝑔 𝑜 𝑓)(−2) = 6 · −2 + 5

= −12 + 5 = −7