Инверзна функција

Во математиката, ако функцијата ƒ пресликува множество A во множество B, тогаш нејзината инверзна функција ƒ⁻¹ е таква да го пресликува множеството B во множеството A и тоа така што сложената функција $f\circ f^{1}$ го пресликува секој елемент од множеството A во самиот себе. Не секоја функција има своја инверзна, онаа која има се вика инверзибилна.

Функцијата ƒ и нејзината инверзна ƒ^–1. Како ƒ ја пресликува a во 3, инверзната функција ƒ^–1 го пресликува 3 назад во a.

На пр., ако е дадена функцијата ƒ таква што ја дава должината во милји ако е дадена должината во метри (ƒ(x) = 1,6 • x), тогаш нејзината инверзна функција g = ƒ⁻¹ ја дава должината во метри ако е позната должината во милји (g(x) = x / 1,6).

Инверзибилност

1. Бидејќи функцијата мора да го пресликува оригиналот само во една слика, функција која не е инјективна не може да има инверзна.
2. Од друга страна, ако опсегот на функцијата не е идентичен на нејзиниот кодомен, тогаш за некои елементи на множеството слики нема да биде дефинирано пресликувањето ƒ⁻¹.

Затоа може да се рече дека функцијата е инверзибилна акко е бијекција.

• 
  Сурјективно но неинјективно пресликување
• 
  Инјективно но несурјективно пресликување
• 
  Бијекција

На пр. функцијата $f(x)=x^{2}:\mathbb {R} \rightarrow \mathbb {R}$ не е ни инјективна (бидејќи позитивните и негативните броеви имаат иста слика), ни сурјективна (бидејќи е ранг $\mathbb {R} ^{+}$, а не цел кодомен $\mathbb {R}$). Истата функција, но дефинирана како $\mathbb {R} ^{+}\rightarrow \mathbb {R} ^{+}$ има инверзна функција ${\sqrt {x}}$. Функцијата $f(x)=x^{3}\,\!$ има инверзна, а $f(x)=x^{3}-x\,\!$ нема бидејќи не е инјективна ($f(0)=f(1)=0\,\!$).

Особини

Симетрија

Нека id е функција на идентитетот id_X = x. Тогаш важи

${\begin{aligned}f\circ f^{-1}=id_{X}\\f^{-1}\circ f=id_{Y}\end{aligned}}$

односно $(f^{-1})^{-1}=f\,\!$.

Инверзна функција на сложена функција

При инверзија на композиција од функции, основните функции го менуваат редоследот:

$(f\circ g)^{-1}=g^{-1}\circ f^{-1}$

Автоинверзија

Функција на идентитет е инверзна сама на себе:

$id_{X}^{-1}=id_{X}\,\!$

Графичко претставување

Функција и нејзината инверзна функција се симетрични во однос на правата $y=x\,\!$.

Извод на инверзна функција

Ако почетната функција е диференцијабилна, тогаш за сите точки во кои $f(x)\neq 0\,\!$ важи следната формула за извод на инверзна функција:

${\frac {d}{dy}}\left[f^{-1}(y)\right]={\frac {1}{f'\left(f^{-1}(y)\right)}}.$

Обележување

Важно е да се воочи дека ⁻¹ во означувањето на инверзна функција не е ознака за експонент. Всушност ${\tfrac {1}{f(x)}}$ се запишува како ƒ(x)⁻¹.

Во инфинитезималното сметање ознаката ƒ⁽ⁿ⁾ означува n-ти извод на функцијата:

$f^{(n)}(x)={\frac {d^{n}}{dx^{n}}}f(x).$

Во тригонометријата, од историски причини, $\sin ^{2}x=(\sin x)^{2}\,\!$ а не $\sin(\sin x)\,\!$, но е $\sin ^{-1}x=\arcsin x\,\!$, а не ${\tfrac {1}{\sin x}}$. Токму за да избегне оваа непрецизност, за инверзни тригонометриски функции се користи ознаката arc, а за реципрочни потполно други имиња (${\tfrac {1}{\sin x}}=\csc x$).

Поврзано

• Теорија на множества
• Функција
• Список на инверзни функции
• Инјективна функција
• Сурјективна функција
• Бијективна функција