196 역함수 구하기: 너의 짝꿍 함수를 찾아봐!

196 역함수 구하기: 너의 짝꿍 함수를 찾아봐!

196 역함수 구하기 🚀: 너의 짝꿍 함수를 찾아봐!

⭐ 핵심만정리

역함수를 구하는 비밀을 세 단계로 요약해 줄게요!

  1. 원래 함수 y = f(x)일대일 대응인지 꼭! 확인하세요. [cite: 3]
  2. y = f(x)x에 대해서 정리해요. (x = …y… 형태로!) [cite: 4]
  3. 마지막으로, xy의 자리를 서로 바꿔주면 y = f-1(x) 완성! ✨ [cite: 3]

이때, 원래 함수의 치역은 역함수의 정의역이 되고, 원래 함수의 정의역은 역함수의 치역이 된답니다! [cite: 5]


📚 개념정리

안녕 친구들! 수학 요정이에요. 😊 오늘은 함수의 세계에서 아주 특별한 친구, ‘역함수’를 어떻게 찾는지 함께 알아볼 거예요. 마치 거울에 비친 모습처럼, 원래 함수와 짝꿍인 함수랍니다! 그럼, 함수 y = f(x)의 역함수 y = f-1(x)를 구하는 방법을 차근차근 따라가 볼까요? [cite: 3]

함수 y = f(x)의 역함수 y = f-1(x)는 다음과 같은 순서로 구할 수 있어요. [cite: 3]

  • 1단계: 일대일 대응 확인하기!
    주어진 함수 y = f(x)가 일대일 대응인지 확인해요. [cite: 3] 일대일 대응이 뭐냐고요? X값 하나에 Y값 하나씩만 정확히 짝지어지고, 남거나 중복되는 Y값이 없는 착한 함수를 말해요. 역함수를 가지려면 이 조건이 필수랍니다!
  • 2단계: x에 대해 정리하기!
    함수 y = f(x)x에 대해서 풀어요. [cite: 4] 즉, 식을 변형해서 x = (y에 대한 식) 꼴로 만드는 거예요. 이걸 x = f-1(y)라고 표현하기도 해요. [cite: 4]
  • 3단계: x와 y 자리 바꾸기!
    2단계에서 얻은 x = f-1(y) 식에서 xy의 자리를 서로 바꿔주세요. [cite: 3] 그러면 짜잔! 우리가 찾던 역함수 y = f-1(x)가 나타나요.

중요 포인트! 원래 함수 f(x)치역(함숫값들의 모임)이 역함수 f-1(x)정의역(x값들의 범위)이 되고, 원래 함수 f(x)정의역은 역함수 f-1(x)치역이 된답니다. [cite: 5] 서로 역할을 바꾸는 거죠!

✨ 예시: 함수 f(x) = 3x + 6의 역함수 구하기

함수 y = 3x + 6의 역함수를 함께 구해봅시다!

  1. 일대일 대응 확인:
    함수 y = 3x + 6은 직선 그래프를 가지고, x값이 다르면 y값도 항상 다르므로 일대일 대응이에요. 따라서 역함수가 존재합니다! 👍
  2. x에 대해 풀기:
    y = 3x + 6
    양변에서 6을 빼면, y – 6 = 3x
    양변을 3으로 나누면, x = y – 63 또는 x = 13(y – 6)
  3. x와 y 바꾸기:
    위 식에서 x와 y를 서로 바꾸면,
    y = 13(x – 6)
    괄호를 풀어 정리하면, y = 13x – 2
    따라서 함수 f(x) = 3x + 6의 역함수는 f-1(x) = 13x – 2 입니다! 🎉

이때 함수 f(x) = 3x + 6의 정의역과 치역은 모든 실수예요. 따라서 역함수 f-1(x) = 13x – 2의 정의역과 치역도 모든 실수가 된답니다. 만약 정의역이나 치역이 실수 전체의 집합이 아닌 경우에는 반드시 역함수의 정의역을 표시해야 해요! [cite: 10]

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✅ 개념확인

✏️ 문제: 함수 y = 4x + 8의 역함수를 구하시오.

💡 풀이:

자, 배운 내용을 바탕으로 역함수를 구해볼까요?

  1. 일대일 대응 확인:
    함수 y = 4x + 8은 일차함수이고 그래프는 직선 모양이에요. x값이 변함에 따라 y값도 하나씩만 대응되므로 일대일 대응입니다. 따라서 역함수가 존재해요!
  2. x에 대해 풀기:
    y = 4x + 8
    먼저 8을 왼쪽으로 옮기면, y – 8 = 4x
    이제 x만 남기기 위해 양변을 4로 나누면, x = y – 84
    이것은 x = 14(y – 8) 과 같아요.
  3. x와 y 바꾸기:
    마지막으로, 위 식에서 x와 y의 자리를 서로 샤샥 바꿔주면,
    y = 14(x – 8)
    괄호를 풀어서 정리하면, y = 14x – 2
    따라서 함수 y = 4x + 8의 역함수는 y = 14x – 2 입니다! 참 쉽죠? 😉

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💡 참고

친구들, 역함수에 대해 몇 가지 더 기억해두면 좋은 점들이 있어요!

  • 역함수가 존재하려면 원래 함수가 반드시 일대일 대응이어야 한다는 점, 다시 한번 강조할게요! 🌟 이게 가장 기본적이고 중요한 조건이에요. [cite: 3]
  • 원래 함수와 그 역함수의 그래프는 아주 특별한 관계가 있어요. 바로 직선 y = x에 대해서 서로 대칭이라는 사실! 📏 마치 데칼코마니처럼 접으면 정확히 겹쳐진답니다. (이 내용은 개념 198에서 더 자세히 다뤄요!)
  • 모든 함수가 역함수를 가지는 것은 아니에요. 예를 들어 y = x2 같은 함수는 x값이 달라도 y값이 같을 수 있어서 (예: x=2일 때 y=4, x=-2일 때도 y=4) 일대일 대응이 아니므로, 전체 범위에서는 역함수를 가지지 않아요. (단, 정의역을 제한하면 역함수를 가질 수도 있답니다! 😉)

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