MAA8: käänteisfunktio

Testi on tarkoitettu kisallioppiminen.fi -sivuston MAA8-kurssimateriaalin itsearviointiin.

Suositeltava osaamistaso: 
80%

Tarkastellaan funktiota $f(x)=\ln(x)+2x$. 

a) Osoita, että funktiolla $f(x)$ on olemassa käänteisfunktio.

b) Piirrä funktion ja sen käänteisfunktion kuvaajat samaan koordinaatistoon. 

c) Onko käänteisfunktion kuvaajalla piste $(2e,e)$? Perustele.

Pisteytysohje: 

a) Funktio on määritelty, kun $x>0$. Osoitetaan, että funktio on aidosti monotoninen, koska tällöin sillä on olemassa käänteisfunktio. 

$f'(x)=\frac{1}{x}+2$. Koska $x>0$, niin $\frac{1}{x}>0$, joten $\frac{1}{x}+2=f'(x)>0$. (1 p.)

Siis $f$ on aidosti kasvava ja käänteisfunktio on olemassa. (1 p.)

b) Piirretään kuvaajat. Käänteisfunktion kuvaaja saadaan peilaamalla funktion kuvaaja suoran $y=x$ suhteen. 

(2 p.)

c) Jos käänteisfunktion kuvaajalla on piste $(2e,e)$, niin tällöin funktion kuvaajalla on piste $(e,2e)$. (1 p.) 

Lasketaan funktion arvo kohdassa $x=e$. 

$f(e)=\ln(e)+2\cdot e=1+2e\neq 2e$, eli ei ole. (1 p.)

Pisteytysohjeen mukaiset pisteet
Ymmärryksen arviointi
Navigointi

a) Tutki, onko $g(x)=\frac{1}{1+x}$ funktion $f(x)=\frac{x}{1-x}$ käänteisfunktio. 

b) Muodosta funktion $f(x)=\sqrt[3]{4x+1}$ käänteisfunktion lauseke.

Pisteytysohje: 

a) Tutkitaan, päteekö $g(f(x))=x$ ja $f(g(x))=x$. 

$g(f(x))=\frac{1}{1+ \frac{x}{1-x}}=\frac{1}{\frac{1-x+x}{1+x}}=1+x\neq x$ eli ei ole. (Yhdistetyn funktion muodostamisen idea (1 p.), sijoitus oikein (1 p.), vastaus (1 p.))

b) Muodostetaan käänteisfunktion lauseke ratkaisemalla yhtälöstä $f(a)=b$ kirjain $a$. Saadaan 

\(\begin{align*} \sqrt[3]{4a+1}&=b\\ 4a+1&=b^3\\ 4a&=b^3-1\\ a&=\frac{b^3-1}{4}. \end{align*}\)(Muodosta $4a+1=b^3$ (1 p.), ratkaisu (1 p.))

Käänteisfunktion lauseke on $f^{-1}(x)=\frac{x^3-1}{4}$. (1 p.)

Pisteytysohjeen mukaiset pisteet
Ymmärryksen arviointi
Navigointi

Tekemäsi itsearvion pohjalta tuloksesi prosentteina on: