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逆関数


概要

関数 で、 に対して がただ一つに決まるとき、 の関数となり、 と書く。この の逆関数という。

理解できない日本語なので、基礎となる知識から整理しよう。解ければいい派の人は、下の例題で確認しよう。

まず、「 の関数」の定義で大事なことは、定義域()から値を一つとってくると、値域()の中の値がただ一つ決まるということ(なので、例えばまん丸な円の方程式は関数とは言えない)。このとき、 逆に考えて、 「値域()の中の値を一つとってきたときに、定義域()の中の値が常にただ一つに決まるだろうか? 」 ということを考えてみる。

実はこれはいつも成り立つわけでは無い。

(※定義域・値域をとっくに忘れた方は、定義域はこちらの辞書値域はこちらの辞書から確認しよう。)

上のグラフの例だと は、値域()の中の値を一つとってきたときに、定義域()の中の値がただ一つに決まるが、 は決まらない。

のように、もしこれがただ一つに決まるのであれば、関数の定義から、 の関数」 とみることができる(この関数では、 が定義域で、 が値域となる)。それを元の関数 「逆関数」と呼び、 と書く 。つまり、

が成り立つ。花火では無いが、関数 、下から見るか、横から見るか、という話。

ちなみに、「エフインバース」 と呼ぶことが多い。プロレス技の名前みたいでカッコいいので、是非これも呼べるようになろう。

「逆関数を求めよ」というときは、逆関数の定義域を で、値域を とすることが多い(「逆関数 を求めよ」など)ので、 を入れ替えて答えればOK。このときに、元の関数 の値域が、逆関数 の定義域になる。この対応がややこしいので、頭を整理しよう

【問】 の逆関数 を求めよ。

【答】関数 について解くと、

よって、 を入れ替えて、逆関数

と求められる。

ちなみに、 のグラフは以下のようになり、 を一つとってきたときに、 の値がただ一つに決まるのがわかるので、逆関数が存在する。

補足

逆関数 は、元の関数の を入れ替えてるので、 つのグラフを書くと に関して対称になる。

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