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Nivelación · Matemáticas para ADE y Economía
Funciones y continuidad · Funciones y modelos

Composición y función inversa

Una tienda aplica un descuento del $10\,\%$ y, después, suma un impuesto del $20\,\%$ al resultado. ¿Es lo mismo que hacerlo al revés? Y si conoces el precio final, ¿cómo recuperas el precio de partida? La primera pregunta es de composición de funciones; la segunda, de función inversa. Ambas son herramientas básicas de cualquier modelo económico.

Composición de funciones

Lee la composición de dentro hacia fuera: el resultado de $g$ es la entrada de $f$. Por eso el orden importa: en general $f\circ g\neq g\circ f$.

Esquema de composición: la entrada x pasa por la función g, el resultado g(x) pasa por la función f y se obtiene f(g(x)). g f x g(x) f(g(x))
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Si $f(x)=x+4$ y $g(x)=2x$, calcula $f(g(3))$ y $g(f(3))$.

Si $f(x)=x+4$ y $g(x)=2x$, calcula $f(g(3))$ y $g(f(3))$.

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Un importe base $x$ pasa primero por la regla $D(x)=0,9x$ y después por $T(y)=1,2y$. La figura representa los datos del enunciado. Escribe la composición que describe el…

Un importe base $x$ pasa primero por la regla $D(x)=0,9x$ y después por $T(y)=1,2y$.

La figura representa los datos del enunciado.

Importe base x Descuento −10 % Importe intermedio ? Recargo +20 % Importe final ?

Escribe la composición que describe el importe final y calcula el resultado para $x=80$. Son reglas comerciales ficticias.

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Un cupón resta $8\ \text{€}$ mediante $C(x)=x-8$, y un descuento aplica $D(x)=0,85x$. Para compras de al menos $20\ \text{€}$ compara $D(C(x))$ con $C(D(x))$. Determina…

Un cupón resta $8\ \text{€}$ mediante $C(x)=x-8$, y un descuento aplica $D(x)=0,85x$. Para compras de al menos $20\ \text{€}$ compara $D(C(x))$ con $C(D(x))$. Determina qué orden conviene al comprador y la diferencia.

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Dominio de una composición

Para que $f(g(x))$ exista hacen falta dos condiciones: que $x$ esté en el dominio de $g$ y que $g(x)$ esté en el dominio de $f$. Se trabaja siempre sobre la expresión sin simplificar, porque simplificar puede ocultar restricciones.

Gráficas de la raíz de x menos 6, que empieza en x igual a 6, y de la raíz de x menos 6, que empieza en x igual a 0 en el valor menos 6. √(x−6): empieza en x=6 √x−6: empieza en x=0
Practica★★☆Sin empezar
Sean $f(x)=\sqrt{x}$ y $g(x)=x-6$. Obtén $f\circ g$ y $g\circ f$, incluyendo sus dominios.

Sean $f(x)=\sqrt{x}$ y $g(x)=x-6$. Obtén $f\circ g$ y $g\circ f$, incluyendo sus dominios.

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Practica★★☆Sin empezar
Si $f(x)=\ln x$ y $g(x)=x^2+1$, calcula ambas composiciones y sus dominios.

Si $f(x)=\ln x$ y $g(x)=x^2+1$, calcula ambas composiciones y sus dominios.

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Practica★★★Sin empezar
Sean $f(x)=\frac1{x-1}$ y $g(x)=\sqrt{x+2}$. Obtén fórmula y dominio de $f\circ g$ y de $g\circ f$.

Sean $f(x)=\frac1{x-1}$ y $g(x)=\sqrt{x+2}$. Obtén fórmula y dominio de $f\circ g$ y de $g\circ f$.

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Función inversa: idea y condición

La inversa deshace lo que hizo $f$: si $f$ convierte un precio en una cantidad demandada, $f^{-1}$ dice qué precio produce una cantidad dada. Solo se puede deshacer si cada salida procede de una única entrada.

Gráfica de una función y de su inversa, simétricas respecto de la recta y igual a x. f f⁻¹ y = x
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¿Tiene inversa $f(x)=x^2$ como función de $\mathbb R$ a $[0,\infty)$? Justifica con dos entradas distintas.

¿Tiene inversa $f(x)=x^2$ como función de $\mathbb R$ a $[0,\infty)$? Justifica con dos entradas distintas.

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Practica★☆☆Sin empezar
Sean $f(x)=x^2$ y $g(x)=-x$. Compara $f\circ g$ y $g\circ f$.

Sean $f(x)=x^2$ y $g(x)=-x$. Compara $f\circ g$ y $g\circ f$.

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Cómo calcular la inversa

Gráfica de una parábola con rama derecha seleccionada y su inversa raíz, simétricas respecto de la diagonal. f (rama x ≥ 0) f⁻¹
Practica★☆☆Sin empezar
Halla la inversa de $f(x)=5x+7$ y comprueba el resultado componiendo las dos funciones.

Halla la inversa de $f(x)=5x+7$ y comprueba el resultado componiendo las dos funciones.

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Practica★☆☆Sin empezar
Halla la inversa de $f(x)=\frac{x-2}{3}$.

Halla la inversa de $f(x)=\frac{x-2}{3}$.

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Practica★★☆Sin empezar
La demanda $q(p)=150-5p$ se restringe a $p\in[0,30]$. Halla su inversa, declara el dominio de esta e interpreta su valor en $q=40$.

La demanda $q(p)=150-5p$ se restringe a $p\in[0,30]$. Halla su inversa, declara el dominio de esta e interpreta su valor en $q=40$.

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Inversas en modelos y funciones a trozos

En economía la inversa responde a la pregunta contraria: dado el coste, ¿cuántas unidades?; dado el nivel del índice, ¿cuándo se alcanza?

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Un modelo $T(q)=5q+20$ para $q\ge0$ relaciona unidades divisibles y coste. Obtén la inversa e interpreta $T^{-1}(70)$.

Un modelo $T(q)=5q+20$ para $q\ge0$ relaciona unidades divisibles y coste. Obtén la inversa e interpreta $T^{-1}(70)$.

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Una tarifa es $T(q)=12+3q$ para $0\leq q\leq10$, y $T(q)=22+2q$ para $q>10$, con $q$ divisible. Demuestra que admite inversa y escríbela por tramos, con sus dominios.

Una tarifa es $T(q)=12+3q$ para $0\leq q\leq10$, y $T(q)=22+2q$ para $q>10$, con $q$ divisible. Demuestra que admite inversa y escríbela por tramos, con sus dominios.

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Practica★★★Sin empezar
Una tarifa vale $2q$ para $0\le q\le5$ y $q+5$ para $q>5$. Obtén su inversa y verifica que ambas fórmulas enlazan en el umbral.

Una tarifa vale $2q$ para $0\le q\le5$ y $q+5$ para $q>5$. Obtén su inversa y verifica que ambas fórmulas enlazan en el umbral.

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Inversas racionales, composiciones y ecuaciones

La inversa de una función racional $f(x)=\dfrac{ax+b}{cx+d}$ también es de ese tipo. Se despeja $x$ agrupando términos.

Gráfica de la función racional (2x+1)/(x-3) con asíntota vertical en x=3 y horizontal en y=2, y de su inversa con las asíntotas intercambiadas. x = 3 (asíntota de f) y = 2 (asíntota de f) x = 2 (de f⁻¹) y = 3 (de f⁻¹)

Las asíntotas de $f^{-1}$ son las de $f$ con los papeles de $x$ e $y$ intercambiados: el valor excluido del dominio de $f$ es el valor no alcanzado por $f^{-1}$, y al revés.

Practica★★☆Sin empezar
Halla la inversa de $f(x)=(x+3)^2$ restringida a $x\le-3$.

Halla la inversa de $f(x)=(x+3)^2$ restringida a $x\le-3$.

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Practica★★★Sin empezar
Halla la inversa de $f(x)=\frac{2x+1}{x-3}$ indicando dominios de ambas funciones.

Halla la inversa de $f(x)=\frac{2x+1}{x-3}$ indicando dominios de ambas funciones.

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Practica★★★Sin empezar
Una función afín $f(x)=ax+b$ satisface $f(f(x))=4x+9$ y es creciente. Halla $a,b$.

Una función afín $f(x)=ax+b$ satisface $f(f(x))=4x+9$ y es creciente. Halla $a,b$.

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Vuelve al principio: descuento y luego impuesto es $T(D(x))$, y el orden importa en cuanto aparece una resta o una condición de dominio; para recuperar el precio de partida basta calcular la inversa $D^{-1}\circ T^{-1}$ (se deshace en orden contrario).

Resumen

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