Ters Fonksiyon

Bir \( f \) fonksiyonunun \( (a, b) \) şeklindeki tüm eşlemelerini \( (b, a) \) şeklinde tersine çeviren fonksiyona \( f \) fonksiyonunun ters fonksiyonu denir ve \( f^{-1} \) ile gösterilir.

Bir fonksiyon ve tersi
Bir fonksiyon ve tersi

Yukarıdaki birinci örneği kullanırsak, demirin \( f \) fonksiyonuna göre görüntüsü Fe'dir, Fe'nin \( f \) fonksiyonuna göre ters görüntüsü de demirdir.

Bir \( a \) değerinin \( f \) fonksiyonuna göre görüntüsünün yine \( f \) fonksiyonuna göre ters görüntüsü kendisine eşittir. Benzer şekilde, bir \( b \) değerinin \( f^{-1} \) fonksiyonuna göre görüntüsünün yine \( f^{-1} \) fonksiyonuna göre ters görüntüsü kendisine eşittir.

Bir değerin görüntüsü ve ters görüntüsü
Bir değerin görüntüsü ve ters görüntüsü

Ters fonksiyonun gösteriminde kullanılan \( -1 \) üslü ifadelerde kullanılan üs ile karıştırılmamalıdır, yani bir fonksiyonun tersi o fonksiyonun -1. kuvveti yani çarpmaya göre tersi demek değildir.

Fonksiyonun tersi ve -1. kuvveti
Fonksiyonun tersi ve -1. kuvveti

Daha önce yaptığımız fonksiyon - makine benzetmesini ters fonksiyona aşağıdaki şekilde uyarlayabiliriz.

Ters fonksiyon
Ters fonksiyon

Ters Fonksiyonun Tanımlı Olma Koşulları

\( A \)'dan \( B \)'ye tanımlı bir bağıntının fonksiyon olabilmesi için gerekli iki koşulu aşağıdaki şekilde tanımlamıştık.

  1. \( A \) kümesinde \( B \) kümesinin bir elemanıyla eşlenmemiş açıkta eleman kalmamalıdır.
  2. \( A \) kümesinin her elemanı \( B \) kümesinde sadece bir elemanla eşlenmelidir (iyi tanımlılık).

\( f \) fonksiyonunun tersi olan \( f^{-1} \) de bir fonksiyon olduğu için bu iki koşulu sağlamalıdır. Aşağıda göstereceğimiz üzere, \( f^{-1} \) fonksiyonunun bu iki koşulu sağlaması için \( f \) fonksiyonu birebir ve örten olmalıdır.

Birebir ve örten olmayan bir \( f \) fonksiyonunun ters fonksiyonu tanımlı değildir.

Örten Olma Koşulu

\( f^{-1} \) fonksiyonunun birinci fonksiyon olma koşulunu sağlaması için, \( B \) kümesinde \( A \) kümesinin bir elemanıyla eşlenmemiş açıkta eleman kalmamalıdır, yani \( f \) örten olmalıdır.

Örten olma koşulu
Örten olma koşulu

Yukarıdaki örnekteki gibi \( f \) fonksiyonunun örten olmadığı durumda \( B \) kümesinde açıkta eleman kalır ve bu elemanlar \( f^{-1} \) fonksiyonunda \( A \) kümesinin bir elemanıyla eşlenemez ve \( f^{-1} \) fonksiyonu için birinci fonksiyon olma koşulu sağlanmamış olur.

Birebir Olma Koşulu

\( f^{-1} \) fonksiyonunun ikinci fonksiyon olma koşulunu sağlaması için, \( B \) kümesinin her elemanı \( A \) kümesinde sadece bir elemanla eşlenmelidir, yani \( f \) birebir olmalıdır.

Birebir olma koşulu
Birebir olma koşulu

Yukarıdaki örnekteki gibi \( f \) fonksiyonunun birebir olmadığı durumda \( A \) kümesinin iki elemanı \( B \) kümesinde aynı elemanla eşlenir. Bu durum \( f^{-1} \) fonksiyonunda bu elemanın \( A \) kümesinde iki görüntüsü olması anlamına gelir ve \( f^{-1} \) fonksiyonu için ikinci fonksiyon olma koşulu sağlanmamış olur.

Sabit fonksiyonlar birebir olmadıkları için ters fonksiyonları yoktur.

Ters Fonksiyonun Tanım ve Görüntü Kümesi

\( f^{-1} \) ters fonksiyonu tanımlı ise \( f \) fonksiyonunun \( (a, b) \) şeklindeki tüm eşlemelerini \( (b, a) \) şeklinde tersine çevirir. Bunun bir sonucu olarak bir fonksiyonun tanım ve görüntü kümeleri ters fonksiyonda yer değiştirir, yani \( f \) fonksiyonunun görüntü kümesi \( f^{-1} \) fonksiyonunun tanım kümesi, \( f \) fonksiyonunun tanım kümesi \( f^{-1} \) fonksiyonunun görüntü kümesi olur.

Bir fonksiyon birebir ve içine ise değer kümesi görüntü kümesine eşit olacak şekilde daraltılarak fonksiyon örten yapılabilir ve ters fonksiyonu tanımlı hale getirilebilir.

Birebir olmayan bazı fonksiyonların tanım kümesi fonksiyon her \( y \) değerini sadece bir kez alacak şekilde daraltılarak fonksiyon birebir yapılabilir ve ters fonksiyonu tanımlı hale getirilebilir.

Bir Fonksiyonun Ters Fonksiyonunu Bulma

Bir fonksiyonun ters fonksiyonu aşağıdaki adımlar takip edilerek bulunabilir.

  • \( y = f(x) \) fonksiyonu yazılır.
  • \( x = f(y) \) olacak şekilde \( x \) değişkeni yalnız bırakılır.
  • \( x \) ve \( y \) değişkenleri aralarında yer değiştirilir.
  • Elde edilen fonksiyon \( y = f^{-1}(x) \) fonksiyonudur.

\( ax + b \) formundaki bir fonksiyonun ters fonksiyonunu kısa yoldan bulmak için \( b \)'nin işareti tersine döner, \( a \) paydaya iner.

\( \frac{ax + b}{cx + d} \) formundaki bir fonksiyonun ters fonksiyonunu kısa yoldan bulmak için \( a \) ve \( d \) katsayıları aralarında yer ve işaret değiştirir.

Ters Fonksiyonun Grafiği

Noktanın simetriği konusunda analitik düzlemdeki bir \( (a, b) \) noktasının \( y = x \) noktasına göre simetriğinin \( (b, a) \) noktası olduğunu görmüştük.

Bir fonksiyondaki her \( (a, b) \) ikilisi için ters fonksiyonda bir \( (b, a) \) ikilisi bulunduğu için, bir fonksiyonun ve tersinin grafikleri her zaman \( y = x \) doğrusuna göre simetriktir.

Bir fonksiyonun ve tersinin grafikleri
Bir fonksiyonun ve tersinin grafikleri

Bir fonksiyonun örten veya birebir olup olmadığını anlamak için kullandığımız yatay doğru testine göre, bir fonksiyonun grafiğini birden fazla noktada kesen yatay bir doğru yoksa fonksiyon birebirdir.

Sürekli bir fonksiyon ve ters fonksiyonu birebir oldukları için grafiklerinin iniş ve çıkışları olmaz, yani ya kesin artan ya da kesin azalan fonksiyonlardır.

Aşağıda iki örnekte fonksiyonlar ve tersleri arasındaki \( y = x \) doğrusuna göre simetri gösterilmiştir.

Fonksiyon ve Tersi Grafik

2. dereceden polinom fonksiyonu:

\( f: [0, \infty) \to [0, \infty) \)

\( f(x) = x^2 \)

Karekök fonksiyonu:

\( f^{-1}: [0, \infty) \to [0, \infty) \)

\( f^{-1} = \sqrt{x} \)

Kuvvet fonksiyonu ve tersinin grafikleri

Üstel fonksiyon:

\( f: \mathbb{R} \to (0, \infty) \)

\( f(x) = 2^x \)

Logaritma fonksiyonu:

\( f^{-1}: (0, \infty) \to \mathbb{R} \)

\( f^{-1} = \log_2{x} \)

Üstel fonksiyon ve tersinin grafikleri

Temel Fonksiyonların Tersi

En sık kullanılan fonksiyonların ters fonksiyonları her iki fonksiyon için en geniş tanım ve görüntüleri ile birlikte aşağıda listelenmiştir.

Fonksiyon Ters Fonksiyon

\( f: \mathbb{R} \to \mathbb{R} \)

\( f(x) = ax + b \)

\( f^{-1}: \mathbb{R} \to \mathbb{R} \)

\( f^{-1}(x) = \dfrac{x - b}{a} \)

\( f: [0, \infty) \to [0, \infty) \)

\( f(x) = x^2 \)

\( f^{-1}: [0, \infty) \to [0, \infty) \)

\( f^{-1}(x) = \sqrt{x} \)

\( f: \mathbb{R} \to \mathbb{R} \)

\( f(x) = x^3 \)

\( f^{-1}: \mathbb{R} \to \mathbb{R} \)

\( f^{-1}(x) = \sqrt[3]{x} \)

\( f: [-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}] \to [-1, 1] \)

\( f(x) = \sin{x} \)

\( f^{-1}: [-1, 1] \to [-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}] \)

\( f^{-1}(x) = \arcsin{x} \)

\( f: [0, \pi] \to [-1, 1] \)

\( f(x) = \cos{x} \)

\( f^{-1}: [-1, 1] \to [0, \pi] \)

\( f^{-1}(x) = \arccos{x} \)

\( f: (-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}) \to \mathbb{R} \)

\( f(x) = \tan{x} \)

\( f^{-1}: \mathbb{R} \to (-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}) \)

\( f^{-1}(x) = \arctan{x} \)

\( f: (0, \pi) \to \mathbb{R} \)

\( f(x) = \cot{x} \)

\( f^{-1}: \mathbb{R} \to (0, \pi) \)

\( f^{-1}(x) = \arccot{x} \)

\( f: \mathbb{R} \to \mathbb{R^+} \)

\( f(x) = a^x \)

\( f^{-1}: \mathbb{R^+} \to \mathbb{R} \)

\( f^{-1}(x) = \log_a{x} \)

Parçalı Fonksiyonların Tersi

Bir parçalı fonksiyonun ters fonksiyonu aşağıdaki adımlar takip edilerek bulunabilir.

  • Parçalı fonksiyonun her aralığındaki tanımın ayrı ayrı ters fonksiyonu bulunur.
  • Her aralık için bulunan ters fonksiyon o aralığın tanım kümesinde \( x \) yerine konur ve eşitsizlik \( x \) için çözülür. Elde edilen yeni \( x \) aralığı ters fonksiyonun o tanımının tanım aralığı olur.

Ters Fonksiyon İşlem Kuralları

Bir fonksiyonun ters fonksiyonu tanımlı ise tersinin tersi kendisine eşittir.

Bir fonksiyonun tersi ile bileşkesi birim fonksiyona eşittir.

İki ya da daha fazla fonksiyonun bileşkesinin ters fonksiyonu, fonksiyonların ters fonksiyonlarının ters sırada bileşkesine eşittir.

SORU 1:

\( A = \{a, b, c, d, e\} \) kümesinde tanımlı \( f = \{(a, c), (b, d), (c, e), (d, a), (e, b)\} \) fonksiyonu veriliyor.

Buna göre, \( f^{-1} \) fonksiyonunu bulunuz.

Çözümü Göster
SORU 2:

\( f: \mathbb{R} \to \mathbb{R} \)

\( f(x + 2) = 3x - 2 + a \)

\( f^{-1}(4) = 3 \) olduğuna göre, \( a \) kaçtır?

Çözümü Göster
SORU 3:

\( f(x) = 8x^3 - 36x^2 + 54x - 20 \)

\( f^{-1}(a^3 + 7) = 5 \)

olduğuna göre, \( a \) değeri kaçtır?

Çözümü Göster
SORU 4:

\( f: A \to B \) olmak üzere,

\( f(x) = \dfrac{x^2 - k}{x + 3} \) fonksiyonu veriliyor.

\( (2, 3) \in f^{-1} \) ise \( k \) kaçtır?

Çözümü Göster
SORU 5:

\( f(x) = 3^{x - 1} - 11 \) olduğuna göre, \( f^{-1}(70) \) kaçtır?

Çözümü Göster
SORU 6:

\( f(2x - 1) = 3x + 5 \) ve \( f^{-1}(2a - 5) = 11 \)

olduğuna göre, \( a \) kaçtır?

Çözümü Göster
SORU 7:

\( f(x) = mx + n \) ve \( f^{-1}(x) = nx + m \) olduğuna göre, \( m + n \) kaça eşittir?

Çözümü Göster
SORU 8:

\( f(x) = 2x + 1 \) ve \( g(x) = x^3 + 2 \)

olduğuna göre, \( (f^{-1} \circ g)(1) \) kaçtır?

Çözümü Göster
SORU 9:

\( g^{-1}(5 + 2x) = g(x) + 2x \) olduğuna göre, \( (g \circ g)(0) \) kaçtır?

Çözümü Göster
SORU 10:

\( f: \mathbb{R} \to \mathbb{R} \)

\( f(x) = x^4 + 2x^2 + mx + 5 \)

\( f^{-1}(x) \) fonksiyonunun grafiği \( (-2, 1) \) noktasından geçtiğine göre, \( m \) kaçtır?

Çözümü Göster
SORU 11:

\( f: \mathbb{R} - \{ -\frac{1}{3} \} \to \mathbb{R} - \{ \frac{4}{3} \} \)

\( f(x) = \dfrac{4x - 2}{3x + 1} \) olduğuna göre, \( f^{-1}(-1) \) kaçtır?

Çözümü Göster
SORU 12:

\( (f \circ g)(x) = x + 2 \)

\( f(x) = \dfrac{3x - 2}{3} \)

olduğuna göre, \( g^{-1}(2) \) kaçtır?

Çözümü Göster
SORU 13:

\( f(x) = \dfrac{3f(x) + 6}{2x - 1} \)

\( f^{-1}(3) = m - 3 \)

olduğuna göre, \( m \) kaçtır?

Çözümü Göster
SORU 14:

\( f: \mathbb{R} - \{ a \} \to \mathbb{R} - \{ b \} \) olmak üzere,

\( f(x) = \dfrac{3x - a}{2x - 1} \) fonksiyonu birebir ve örten ise \( f(b) \) kaçtır?

Çözümü Göster
SORU 15:

\( \dfrac{f(x) + 3}{f(x)} = 2x + 3 \) olduğuna göre,

\( f^{-1}(x) \) fonksiyonunu bulunuz.

Çözümü Göster
SORU 16:

\( y = f(x) \) fonksiyonu için \( xy + 4y = 3x - 2 \) eşitliği veriliyor.

Buna göre \( f^{-1}(x) \) nedir?

Çözümü Göster
SORU 17:

\( f: [4, +\infty) \to A \) fonksiyonu örtendir.

\( f(x) = x^2 - 8x + 12 \) olduğuna göre, \( f^{-1}(x) \) fonksiyonunu bulunuz.

Çözümü Göster
SORU 18:

\( f, g, h \) uygun aralıklarda tanımlı birer fonksiyondur.

\( f(x) = 2 - \ln(x + 1) \)

\( g(x) = \sqrt{e^x - 2} \)

\( h(x) = 1 + 2e^{-x} \)

Verilen fonksiyonların tersini bulunuz.

Çözümü Göster
SORU 19:

\( f(\dfrac{3}{7x + 5}) = \dfrac{1}{3 - 7x} \) olduğuna göre, \( f(x) \) fonksiyonunu bulunuz.

Çözümü Göster
SORU 20:

\( f(\frac{x - 1}{x + 1}) = x + 2 \)

olduğuna göre, \( f(x) \) fonksiyonu nedir?

Çözümü Göster
SORU 21:

\( f(x) = \dfrac{(a + 2)x - 4}{x - 3} \) fonksiyonunun tersi kendine eşit olduğuna göre, \( a \) kaçtır?

Çözümü Göster
SORU 22:

\( f(x) = \dfrac{2x + 3}{4x - 2} \) olduğuna göre,

\( \underbrace{(f \circ f \circ \ldots \circ f \circ f)}_\text{999 adet}(x) \) ifadesinin değeri kaçtır?

Çözümü Göster
SORU 23:

\( f, g: \mathbb{R} \to \mathbb{R} \)

\( (g \circ f^{-1})(x) = 3x - 4 \)

\( (f \circ g)(x) = x + 1 \)

olduğuna göre, \( (g \circ g)(6) \) kaçtır?

Çözümü Göster
SORU 24:

\( (f^{-1} \circ g)^{-1}(x) = 3x - 2 \)

\( (f \circ g)(x) = 2x + 4 \) olduğuna göre,

\( (f \circ f)(x) \) kaçtır?

Çözümü Göster
SORU 25:

\( f \) ve \( g \) birebir ve örten fonksiyonlardır.

\( (g \circ f^{-1})(2x + 5) = g(3x - 2) \) olduğuna göre, \( f(4) \) kaçtır?

Çözümü Göster
SORU 26:

\( f(x) = \dfrac{x + 4}{6} \)

\( (g \circ f)^{-1}(x) = 3x - 13 \)

olduğuna göre, \( g(x) \) fonksiyonunu bulunuz.

Çözümü Göster
SORU 27:

\( f, g, h, t \) fonksiyonları tanımlı oldukları aralıklarda birebir ve örtendir.

\( (f \circ g^{-1} \circ h)(x) = 3x + 4 \)

\( (h^{-1} \circ g)(x) = 2x - 1 \) olduğuna göre,

\( f(x) \) fonksiyonu nedir?

Çözümü Göster
SORU 28:
Soru

Yukarıda \( f(x) \) ve \( g(x) = x^5 \) fonksiyonlarının grafikleri verilmiştir.

Buna göre \( (f \circ g^{-1} \circ f)(0) \) ifadesinin değeri kaçtır?

Çözümü Göster
SORU 29:

\( f, g: \mathbb{R} \to \mathbb{R} \) olmak üzere,

\( f(x) = x + 1 \) ve \( (f \circ g^{-1})(x) = (f \circ f)(x) \)

olduğuna göre, \( g(3) \) değeri kaçtır?

Çözümü Göster
SORU 30:

\( f \) tanımlı olduğu aralıkta bir fonksiyondur.

\( f(x) = \dfrac{12^x + 20^x}{3^x + 5^x} \) olduğuna göre,

\( \dfrac{f(3) + f(4)}{f^{-1}(2)} \) ifadesi kaçtır?

Çözümü Göster
SORU 31:

\( f: [0, 5) \to \mathbb{R} \) olmak üzere,

\( f(x) = \sqrt{x + 4} \)

fonksiyonunun ters fonksiyonunu bularak tanım ve görüntü kümelerini belirtin.

Çözümü Göster
SORU 32:

\( f: [0, \infty) \to \mathbb{R} \) olmak üzere,

\( f(x) = 2x^2 + 5 \)

fonksiyonunun ters fonksiyonunu bularak tanım ve görüntü kümelerini belirtin.

Çözümü Göster
SORU 33:

\( f(\log_2{x}) = \sqrt{x} + 5 \) ise \( f^{-1}(x) \) nedir?

Çözümü Göster

« Önceki
Bileşke Fonksiyon
Sonraki »
Fonksiyonlarla İşlemler


Faydalı buldunuz mu?   Evet   Hayır