Calculul inversei unei functii si aplicatii ale acestei inversatii

O metoda generala de calcul a inversei unei functii (care admite inversa pe cutarele interval), nu am vazut nicaeri, si nu stiu daca exsista. Eu am o metoda de calcul (pentru functiile ce se pot integra).

Cunoasterea inversei functiei mai inseamna , in o oarecare masura, si cunoasterea radacinilor functiei.

Pacaleala consta in aceea ca aplicam integrala functiei pe care avem, apoi dupa jonglari ne ramine in fata ceva de calcul pentru a obtine inversa cutarei functii.
Integrala pe un anumit interval, inseamna aria de sub graficul functiei.
Stiind aceasta arie (sau se poate si altele.. depinde de dorinta si caz), noi incercam sa o exprimam si functiei inverse. Apoi ese la suprafata functia inversa, din o egalitate. Ramine de calculat o integrala la care o limita este functia cutare, rezultatul fiind o alta functie, cam asa arata:

Cunoscinduse , , se determina .
Usor de spus, insa nu asa de usor e de rezolvat asa integrale.
Integrale a caror limite sunt exprimate prin o functie(neconstanta) si o constanta, sau, prin doua functii.
Aici batae de cam.
INSA, aceasta batae de cap, isi merita chistigul. Daca s-ar putea face ce am punctat, atunci:
Vom rezolva ecuatiile de grad >4 (drept ca calculele is ametitoare, mai ales cind ar veni vorba de un grad 10 sau 12, acolo caete trebuesc).
La unele functiile ce se pot integra(nu neaparat polinomiale), li se pot calcula solutiile.
Multe functii, daca se afla inversa, se mai rezolva ceva..
Exemplu:
Fie avem o functie definita pe intervalul cu valori in , , , ,

Eu mam agatat in asa caz de aria de sub graficul functiei.
Aria de sub graficul functiei initiale = aria pe portiunea hasurata a inversei acestei functii

Dupa care extragem margaritarul:

Cine are idee cum se calculeaza asa integrale, acela poate calcula o droae de probleme cu conditiile impuse.

- Trebue de demonstrat ca aplicind aceasta metotda, gasim o unica functie, si cazurile in care ea exsista, si aceasta este strict inversa functiei initiale.

- De ce spun ca cam voluminos ar deveni calculele, daca dorim riguros sa rezolvam ecuatiile generale de grad mult mai mare ca 4 ?!
Pentru ca daca dorim sa lucram pe anumite intervale la care se afla strict doar cite o solutie, avem nevoie intii sa determinam punctele critice prin derivare. Aceasta face doar ca gradul noi functii doar cu o unitate sa coboare, etc.
Ex. Avem o functie polinomiala de gradul 5. Dupa derivare maximum 4 puncte critice gasim. Coboara gradul polinomului pina la 4. Ecuatiile de grad 4 stim cum sa rezolvam. Deci determinam exsact unde se afla punctele critice( f(x1)*f(x2)<0, ...) deci . Mai departe ramin celelalte calcule.

Fie ca avem o functie polinomiala de gradul 6. Derivam-> functie de grad 5 -> derivam-> functie de grad4- > gasim solutiile- aceasta inseamna ca gasim solutiile functiei de grad5->aceasta inseamna ca gasim punctele critice functiei de gradul 6.
Ce sa mai vorbim acum cite calcule avem, cind ar veni vorba de gasirea punctelor critice functii cu gradul 10, spre exemplu.

Poate ceva simplificatii spre gasirea inversei functiei din egalitatea:

ar fi ca sa nu avem integrala pe intervalul inchis.
Adica, noi stim caci:

atunci:

mai recapitulam odata:

Daca am reduce in acea egalitate la calculul doar unei integrale nu doua, atunci ar fi mai usor.
Fie avem asa un exemplu:

h(x) si g(x) se cunosc, nu se cunoaste insa f^-1(x).


M-am ciocnit acum de o neclaritate, nus daca este ceva definitii de timpul anticompusa si cum is ele, inversa functie compuse.
ex:
Avind m(x) si pe n(x) il aflam pe l(x).
Dar ce e daca il stim pe n(x) si l(x) si trebue de aflat pe m(x)?!
Asa operatie eu ii zic anticompusa n(x) din l(x) este m(x) si notez asa:


Daca am fi stiut chit este
atunci inversa functiei nouastre cautate ar fi fost:

Nu is familiarizat cu calculul anticompuselor, dar asa la prima vedere, la functii simple pare nu prea complicat, nu stiu ce e in cazul unor functii mai diochete.

Simplu. Avem deci asa: functia initiala si ne intereseaza ca incepind de la o anumita valoare sa ii determinam inversa. Cu ajutorul translatiilor ducem functia din punctul cela dorit in (0,0). Aici cum am mai spus peste un timp ajungem la calculul anticompusei si derivatei unei anumite functii. Aceasta si este functia inversa, doar ca translata. Acum usor o putem transla la locul initial care ne interesa. Mine o sa scriu mai clar, si neaparat niste experimente (exemple) concrete. Eu banui ca treb' sa mearga si ca demersul e ok[ceva- ceva stau pe ghinduri daca nu ar fi gresit startul, adica alegerea intervalui semideschis, integrale etc.]. Am luat rapit un exemplu cu functia f(x)= x^(1/2) si merge bine, in final am capatat (parcurghind algoritmul) caci functia inversa a acestei functii este x^2.

De exemplu, daca f(x)>0 e crescatoare si convexa pe intervalul [0,x] care lucram atunci:


Uneori problema se reduce la calculul integralei sau si la calculul anticompusei.

De exemplu fie avem functia:
, x>=0.
In acest caz:

Dupa substitutii avem:

Eu nu pot sa gicesc asa rapid ca sa spun de indata care e acea anticompusa, dar stim caci inversa acestei functei cautate este
Deaceea ar trebui ca urmatoarea egalitate sa fie adevarata:



Totul bine si ok, doar ca nu stiu de ca membrul drept e mai mare ca membrul sting cu unu, nus' de unde dar precis trebu sa fie undeva vreo greseala.

Ce am vrut sa spun pina aici e ca cel mai deficil (daca nu stiam din start care e inversa functiei cutare) este calculul anticompusei, uneori e simplu, alteori foarte complicat. Cine le va calcula usor, acela ceva inca va mai putea face.

Aplicatii:
Functia cautata la anticompunere permament pare o functia inversa+ ceva modificata. Nu pina la capat e clar ce e cu interpretarea anticompusei sau formulei de mai sus.