Lineare Funktion - Wie berechnet man die Umkehrfunktion?
Lineare Funktionen
Video: Lineare Funktion - Wie berechnet man die Umkehrfunktion?
In diesem Lerntext erklären wir dir die Vorgehensweise zur Berechnung der Umkehrfunktion einer linearen Funktion. Diese Vorgehensweise zeigen wir dir anhand mehrerer Beispiele.
Wie berechnet man die Umkehrfunktion einer linearen Funktion?
Die Umkehrfunktion einer linearen Funktion lässt sich mithilfe weniger Schritte aufstellen. Nachfolgend siehst du die Vorgehensweise beim Berechnen der Umkehrfunktion einer linearen Funktion:
Methode
- Funktion nach $x$ auflösen.
- $x$ und $f(x)$ vertauschen.
Wenden wir diese beiden Schritte einmal auf ein Beispiel an:
1. Funktion nach $x$ auflösen
$f(x) = 2 \cdot x +1~~~~~~|-1$
$f(x) - 1 = 2 \cdot x~~~~~| :2$
$\frac{f(x)}{2} - 0,5 = x$
2. $x$ und $f(x)$ vertauschen
$0,5 \cdot f(x) - 0,5 = x~~~~~|f(x) \leftrightarrow x$
$f(x) = 0,5 \cdot x - 0,5$
Hinweis
Um deutlich zu machen, dass es sich um eine Umkehrfunktion handelt, schreibt man anstatt $f(x)$ auch $f^{-1}(x)$.
$\rightarrow f^{-1}(x) = 0,5 \cdot x - 0,5$
Umkehrfunktion berechnen - Beispielaufgaben lösen
Schauen wir uns einige weitere Beispiele an, um das Vorgehen besser zu verstehen.
Beispiel
Beispiel 1
$f(x) = 5 \cdot x +10$
$f(x) = 5\cdot x + 10~~~~~|-10$
$f(x) - 10 = 5 \cdot x~~~~~|:5$
$\frac{f(x)}{5} - 2 = x$
$\frac{1}{5} \cdot f(x) - 2 = x~~~~~|f(x) \leftrightarrow x$
$\frac{1}{5} \cdot x - 2 = f(x)$
$\rightarrow f^{-1}(x) = \frac{1}{5} \cdot x - 2$
Beispiel
Beispiel 2
$f(x) = 12 \cdot x +30$
$f(x) = 12 \cdot x + 30~~~~~|-30$
$f(x) - 30 = 12 \cdot x~~~~~|:12$
$\frac{f(x)}{12} - 2,5 = x$
$\frac{1}{12} \cdot f(x) - 2,5 = x~~~~~|f(x) \leftrightarrow x$
$\frac{1}{12} \cdot x - 2,5 = f(x)$
$\rightarrow f^{-1}(x) = \frac{1}{12} \cdot x - 2,5$
Beispiel
Beispiel 3
$f(x) = x - 15$
$f(x) = x - 15~~~~~|+15$
$f(x) + 15 = x~~~~~|f(x) \leftrightarrow x$
$x +15 = f(x)$
$\rightarrow f^{-1}(x) = x + 15$
Die Umkehrfunktion - Grafische Bedeutung
Das grafische Eintragen der Umkehrfunktion funktioniert genauso, wie bei der normalen Funktion. In der Abbildung siehst du die Ausgangsfunktion $\textcolor{green}{f(x) = 2 \cdot x +1}$ in grün und ihre entsprechende Umkehrfunktion $\textcolor{red}{f^{-1}(x) = 0,5 \cdot x - 0,5}$ in rot. Zusätzlich zu diesen beiden Funktionen ist auch noch die Winkelhalbierende ($f(x) = x$) eingezeichnet.
Merke
Zwischen der Funktion und der Umkehrfunktion besteht ein grafischer Zusammenhang: Spiegelt man alle Punkte der Ausgangsfunktion $f(x)$ an der Winkelhalbierenden, erhält man die Umkehrfunktion $f^{-1}(x)$.
Teste dein neues Wissen zum Berechnen von Umkehrfunktionen mit unseren Aufgaben! Viel Erfolg!
$f(x)=10 \cdot x - 100$
Hinweis:
Bitte kreuzen Sie die richtigen Aussagen an. Es können auch mehrere Aussagen richtig oder alle falsch sein. Nur wenn alle richtigen Aussagen angekreuzt und alle falschen Aussagen nicht angekreuzt wurden, ist die Aufgabe erfolgreich gelöst.
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