Обратная функция | это... Что такое Обратная функция? (original) (raw)

Не следует путать с Обратная величина.

Обра́тная фу́нкцияфункция, обращающая зависимость, выражаемую данной функцией.

Определение

Функция g:Y\to X является обратной к функции f:X\to Y, если выполнены следующие тождества:

Существование

Чтобы найти обратную функцию, нужно решить уравнение y = f(x) относительно x. Если оно имеет более чем один корень, то функции обратной к f не существует. Таким образом, функция f(x) обратима на интервале (a;b) тогда и только тогда, когда на этом интервале она инъективна.

Для непрерывной функции F(y) выразить y из уравнения x - F(y) = 0 возможно в том и только том случае, когда функция F(y) монотонна (см. теорема о неявной функции). Тем не менее, непрерывную функцию всегда можно обратить на промежутках её монотонности. Например, \sqrt{x} является обратной функцией к x^2 на [0, +\infty)](https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/9d32d1f520d117d0767c78e6d672781b.png), хотя на промежутке ![(-\infty, 0] обратная функция другая: -\sqrt{x}.

Примеры

Свойства

y = F(x) \Leftrightarrow x = F^{-1}(y)

или

F\left(F^{-1}(y)\right) = y,\; \forall y \in Y,

F^{-1}(F(x)) = x,\; \forall x \in X,

или короче

 F \circ F^{-1} = \mathrm{id}_Y,

 F^{-1} \circ F = \mathrm{id}_X,

где \circ означает композицию функций, а \mathrm{id}_X, \mathrm{id}_Yтождественные отображения на X и Y соответственно.

\left(F^{-1}\right)^{-1} = F.

Разложение в степенной ряд

Обратная функция аналитической функции может быть представлена в виде степенного ряда:


F^{-1}(y) = \sum_{k=0}^\infty A_k(x_0) \frac{(y-f(x_0))^k}{k!},

где коэффициенты A_k задаются рекурсивной формулой:


A_k(x)=\begin{cases} A_0(x)=x \\ A_{n+1}(x)=\frac{A_n'(x)}{F'(x)}\end{cases}

См. также