Omvendt funksjon og tangentlikninger
Funksjonen \(f\) er gitt ved
og har definisjonsmengden \(I = [a, b]\) der \(a, b \in \mathbb{R}\).
- Bestem det største intervallet \(I\), slik at \(f\) har en omvendt funksjon \(g\) når \(2 \in I\).
- Bestem stigningstallet til tangenten til grafen til \(g\) i punktet \((-10, 3)\).
- Grafen til \(g\) har en annen tangent med samme stigningstall som tangenten i punktet \((-10, 3)\). Bestem koordinatene til tangeringspunktet.
a) \(\underline{\underline{I = [0, 4]}}\)
b) \(\underline{\underline{-\dfrac{1}{3}}}\)
c) \(\underline{\underline{\left(-\dfrac{8}{3},\ 1\right)}}\)
Vi definerer \(f\) og beregner \(f'\) i GeoGebra CAS:

a
For at \(f\) skal ha en omvendt funksjon \(g\) på \(I\) må \(f\) være strengt monoton (én-til-én) på \(I\).
Vi deriverer \(f\):
Stasjonære punkter: \(f'(x) = 0\) gir \(x = 0\) og \(x = 4\) (linje 3 i CAS).
\(f\) er avtagende for \(x \in (0, 4)\) siden \(f'(x) < 0\) der, og \(2 \in (0, 4)\). Det største intervallet der \(f\) er monoton og inneholder \(x = 2\) er derfor
(For kontroll: \(f(0) = -1\) og \(f(4) = -\dfrac{35}{3}\), så \(f\) er strengt avtagende på hele intervallet.)
b
Tangeringspunktet på grafen til \(g\) er \((-10, 3)\), altså \(g(-10) = 3\).
Siden \(g\) er den omvendte funksjonen til \(f\), betyr dette at \(f(3) = -10\).
Kontroll (linje 6): \(f(3) = -10\) ✓
Sammenhengen mellom stigningstallene til \(f\) og \(g\) i speilpunktene er:
Her er \(x_0 = 3\) og \(y_0 = f(3) = -10\):
(Linje 7–8 i CAS bekrefter \(f'(3) = -3\) og \(\dfrac{1}{f'(3)} = -\dfrac{1}{3}\).)
c
Vi søker et annet punkt på grafen til \(g\) der tangenten har stigningstall \(-\dfrac{1}{3}\).
Vi løser \(f'(x) = -3\) (linje 9 i CAS):
\(x = 3\) svarer til tangeringspunktet vi allerede fant i b). Den andre løsningen er \(x = 1\).
\(f(1) = -\dfrac{8}{3}\) (linje 10 i CAS).
Punktet på grafen til \(f\) er \(\left(1,\ -\dfrac{8}{3}\right)\), og siden \(g\) er den omvendte funksjonen, er det tilsvarende punktet på grafen til \(g\):