إيجاد الدالة العكسية من الرسوم البيانية

شروحات رسومية وأسئلة محلولة خطوة بخطوة

إيجاد قيم الدالة العكسية من رسم بياني هو عملية بصرية. تعتمد على الخاصية الأساسية التي تنص على أنه إذا كانت الدالة الأصلية تربط $x$ بـ $y$، فإن الدالة العكسية تربط $y$ عودةً بـ $x$.

العلاقة العكسية

إذا كانت $f$ دالة و $f^{-1}$ هي معكوسها، فإن العلاقة بينهما تُعرّف على النحو التالي:

\[ f(a) = b \iff a = f^{-1}(b) \]

استراتيجية بصرية: لإيجاد $f^{-1}(b)$، أنت تبحث أساساً عن قيمة $x$ التي تنتج قيمة $y$ تساوي $b$.

مثال محلول: علاقة منحنية $f(x)$

استخدم الرسم البياني للدالة $f$ أدناه لإيجاد:

رسم بياني للدالة f
عرض الحلول

أ) $f^{-1}(5)$: حدد $y = 5$ على المحور الصادي. تحرك أفقياً إلى الرسم البياني ثم لأسفل إلى المحور السيني. نجد أن $x = 3$. لذلك، $f^{-1}(5) = 3$.

حل مرئي لـ f^-1(5)

ب) $f^{-1}(0)$: عند $y = 0$، يكون الرسم البياني عند $x = 2$. وبالتالي، $f^{-1}(0) = 2$.

ج) $f^{-1}(-3)$: عند $y = -3$، يكون الرسم البياني عند $x = 1$. وبالتالي، $f^{-1}(-3) = 1$.

د) $f^{-1}(-4)$: عند $y = -4$، يكون الرسم البياني عند $x = 0$. وبالتالي، $f^{-1}(-4) = 0$.

هـ) $f^{-1}(-5)$: لا يصل الرسم البياني إلى $y = -5$. هذه القيمة غير معرفة.


أسئلة تدريبية

السؤال 1: علاقة خطية $g(x)$

أوجد: $g^{-1}(6)$، $g^{-1}(0)$، $g^{-1}(-2)$، و $g^{-1}(8)$.

رسم بياني للدالة g
عرض الحل

أ) $g^{-1}(6)$: قيمة $x$ عندما تكون $y = 6$ هي 2. إذن، $g^{-1}(6) = 2$.

حل لـ g^-1

ب) $g^{-1}(0)$: يتقاطع الرسم البياني مع المحور السيني ($y=0$) عند $x = -1$. إذن، $g^{-1}(0) = -1$.

ج) $g^{-1}(-2)$: يكون الرسم البياني عند $x = -2$ عندما تكون $y = -2$. إذن، $g^{-1}(-2) = -2$.

د) $g^{-1}(8)$: أقصى ارتفاع للرسم البياني هو $y = 6$. لذلك، $g^{-1}(8)$ غير معرفة.

السؤال 2: علاقة مثلثية $h(x)$

أوجد: $h^{-1}(1)$، $h^{-1}(0)$، و $h^{-1}(-1)$.

رسم بياني للدالة المثلثية h
عرض الحل

أ) $h^{-1}(1)$: يكون الرسم البياني عند الارتفاع 1 عندما يكون $x = 0$. إذن، $h^{-1}(1) = 0$.

ب) $h^{-1}(0)$: يتقاطع الرسم البياني مع $y=0$ عند $x = \pi/2$. إذن، $h^{-1}(0) = \pi/2$.

ج) $h^{-1}(-1)$: يصل الرسم البياني إلى -1 عند $x = \pi$. إذن، $h^{-1}(-1) = \pi$.

د) $h^{-1}(2)$: أقصى قيمة لـ $y$ هي 1. لذلك، $h^{-1}(2)$ غير معرفة.

واصل تعلمك