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Função Inversa: Como Calcular, Domínio e Gráfico

Aprenda a encontrar a função inversa, testar se ela existe, trocar domínio e imagem e verificar a resposta pela composição, com exemplos e exercícios.

O que você vai aprender

  • Reconhecer quando uma função admite inversa no domínio escolhido
  • Encontrar inversas algébricas e verificar por composição
  • Interpretar domínio, imagem e simetria em relação à reta y=x

Entenda o assunto

Aprenda a encontrar a função inversa, testar se ela existe, trocar domínio e imagem e verificar a resposta pela composição, com exemplos e exercícios.

Esta aula combina leitura de gráficos, interpretação algébrica e situações práticas. Os exemplos estão resolvidos e as atividades apresentam respostas explicadas na própria página.

O que é a função inversa e para que serve?

Uma função inversa desfaz a transformação feita pela função original. Se uma função f leva uma entrada a até a saída b, sua inversa leva b de volta a a, desde que cada saída identifique uma única entrada.

Por exemplo, f(x)=2x+3 transforma 4 em 11. Sua inversa deve devolver 4 quando recebe 11. Isso permite reverter conversões de unidades, escalas e processos em que não ocorre perda de informação.

RELAÇÃO MATEMÁTICA
f(a)=b ⇔ f⁻¹(b)=a

A notação f⁻¹ não significa 1/f(x)

O expoente −1 no símbolo f⁻¹ representa a função inversa, não uma potência aplicada ao valor de f. O recíproco 1/f(x) é uma função diferente, quando está definido.

Se f(x)=2x, temos f⁻¹(x)=x/2, enquanto 1/f(x)=1/(2x). Para x=4, as respostas são 2 e 1/8, respectivamente. Não confunda as duas operações.

RELAÇÃO MATEMÁTICA
f⁻¹(x) ≠ 1/f(x), em geral

Quando uma função admite inversa?

Para ter uma inversa que também seja função da imagem de f para seu domínio, cada saída da função original deve vir de uma única entrada. Essa propriedade chama-se injetividade.

Uma reta horizontal que corta o gráfico de f em dois pontos revela duas entradas com a mesma saída. Nesse caso, a inversão da correspondência não seria função, a menos que o domínio original seja restringido.

Como calcular a inversa de uma função algébrica?

Escreva y=f(x), isole x em função de y e, por fim, troque os nomes das variáveis para apresentar a regra como f⁻¹(x). O isolamento precisa respeitar as restrições das operações utilizadas.

Para f(x)=3x−6, partimos de y=3x−6 e obtemos x=(y+6)/3. Portanto, f⁻¹(x)=(x+6)/3, com domínio e imagem reais.

RELAÇÃO MATEMÁTICA
y=3x−6 ⇒ x=(y+6)/3 ⇒ f⁻¹(x)=(x+6)/3

Como verificar a inversa por composição?

Duas funções inversas se desfazem mutuamente. Ao compor f com f⁻¹, a saída deve ser a própria entrada, no domínio correto de cada uma das composições.

Com f(x)=3x−6 e g(x)=(x+6)/3, calculamos f(g(x))=3((x+6)/3)−6=x e g(f(x))=((3x−6)+6)/3=x. As duas verificações confirmam a inversão.

RELAÇÃO MATEMÁTICA
f(f⁻¹(x))=x; f⁻¹(f(x))=x

O que acontece com domínio e imagem?

A inversa troca o papel das entradas e saídas: o domínio de f⁻¹ é a imagem de f; a imagem de f⁻¹ é o domínio de f. É importante não trocar esses conjuntos pelo contradomínio sem justificar a correspondência.

Se f(x)=x² com domínio restrito a [0,+∞), sua imagem também é [0,+∞). A inversa é f⁻¹(x)=√x, definida apenas para entradas x não negativas.

RELAÇÃO MATEMÁTICA
Dom(f⁻¹)=Im(f); Im(f⁻¹)=Dom(f)

Por que x² precisa de restrição de domínio?

No conjunto de todos os reais, f(x)=x² não é injetiva: os números 2 e −2 produzem a mesma saída 4. Reverter a saída 4 geraria dois candidatos, o que não define uma função inversa.

Quando restringimos a entrada a x≥0, cada valor da imagem tem um único antecedente e a inversa é √x. Se escolhermos x≤0, a inversa passa a ser −√x. O domínio escolhido determina a resposta.

Como identificar a inversa no gráfico?

Cada ponto (a,b) do gráfico original corresponde ao ponto (b,a) no gráfico da função inversa. Essa troca de coordenadas é uma reflexão em torno da reta y=x.

Por exemplo, o ponto (1,3) da função f(x)=2x+1 corresponde a (3,1) em f⁻¹(x)=(x−1)/2. Os dois pontos ficam em posições simétricas em relação à diagonal.

RELAÇÃO MATEMÁTICA
(a,b) em f ⇔ (b,a) em f⁻¹

Inversa de função racional e restrições

Para f(x)=1/(x−2), a entrada x=2 é proibida. A função não produz a saída zero. Essas restrições devem aparecer na inversa, mesmo quando a expressão obtida parece simples.

De y=1/(x−2) obtemos x=2+1/y e, portanto, f⁻¹(x)=2+1/x, com x≠0. A imagem da inversa exclui 2, exatamente o valor que não pertence ao domínio original.

Aplicações da função inversa e erros comuns

Converter graus Celsius em Fahrenheit pela regra F(C)=1,8C+32 é um processo reversível. Para recuperar Celsius a partir de Fahrenheit, basta isolar C: C=(F−32)/1,8.

Antes de declarar a inversa, confira se a função original é injetiva no domínio usado, se a fórmula obtida realmente desfaz a original e se as restrições de domínio foram mantidas.

Passo a passo

  1. 01

    Verifique se saídas distintas identificam entradas distintas no domínio escolhido.

  2. 02

    Escreva y=f(x) e isole x sem esquecer denominadores e raízes.

  3. 03

    Troque as letras e determine domínio e imagem da função inversa.

  4. 04

    Confirme as duas composições quando estiverem definidas.

FÓRMULA E RESUMO
f(f⁻¹(x))=x e f⁻¹(f(x))=x, nos domínios pertinentes

Exemplos resolvidos

Veja como aplicar o conceito a situações concretas.

EXEMPLO 1

Reta simples

Se f(x)=2x+3, escreva y=2x+3 e isole x=(y−3)/2. Logo f⁻¹(x)=(x−3)/2; conferindo, f(f⁻¹(11))=11.

EXEMPLO 2

Troca de pares

Se f(4)=11 e f é injetiva, a inversa satisfaz f⁻¹(11)=4. As coordenadas (4,11) e (11,4) se refletem sobre y=x.

EXEMPLO 3

Inversa de uma reta decrescente

Dada f(x)=5−x, temos y=5−x e x=5−y. Assim f⁻¹(x)=5−x: neste caso particular, a função é sua própria inversa.

EXEMPLO 4

Quadrática com domínio restrito

Para f(x)=x² definida somente em x≥0, y=x² implica x=√y. Logo f⁻¹(x)=√x para x≥0; sem a restrição inicial não existiria inversa funcional nos reais.

EXEMPLO 5

Função racional

Para f(x)=1/(x−2), com x≠2, a resolução y=1/(x−2) produz x=2+1/y. Assim f⁻¹(x)=2+1/x, com x≠0.

EXEMPLO 6

Composição como confirmação

Se f(x)=4x−8 e g(x)=x/4+2, então f(g(x))=4(x/4+2)−8=x e g(f(x))=(4x−8)/4+2=x.

EXEMPLO 7

Conversão de temperaturas

F(C)=1,8C+32 tem inversa C(F)=(F−32)/1,8. Para 68 °F, calculamos (68−32)/1,8=20 °C; a função inversa desfaz a conversão.

O que vale lembrar

AGORA É COM VOCÊ

Hora de praticar

Escolha uma resposta para cada questão e confira a explicação.

QUESTÃO 01Uma alternativa correta

Qual é a inversa de f(x)=2x+3?

Alternativas da questão 1
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Resposta: B — (x−3)/2. Ao escrever y=2x+3, subtraímos 3 e dividimos por 2: x=(y−3)/2. Depois trocamos as letras e obtemos f⁻¹(x)=(x−3)/2.

QUESTÃO 02Uma alternativa correta

Se f(5)=12 e f é injetiva, quanto vale f⁻¹(12)?

Alternativas da questão 2
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Resposta: A — 5. A inversa devolve a entrada original quando recebe sua saída. Como f leva 5 a 12, a função inversa leva 12 de volta a 5.

QUESTÃO 03Uma alternativa correta

Qual condição garante inversa funcional da imagem para o domínio?

Alternativas da questão 3
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Resposta: B — Ser injetiva. Uma função injetiva não associa a mesma saída a entradas diferentes. Assim, cada valor da imagem identifica uma única entrada a ser recuperada.

QUESTÃO 04Uma alternativa correta

Qual é a inversa de f(x)=5−x?

Alternativas da questão 4
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Resposta: C — 5−x. Partimos de y=5−x e obtemos x=5−y. Ao trocar as letras, a função encontrada é f⁻¹(x)=5−x, igual à original.

QUESTÃO 05Uma alternativa correta

Qual é a inversa de x² quando o domínio é x≥0?

Alternativas da questão 5
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Resposta: B — √x. Como a entrada original foi restrita a valores não negativos, de y=x² resulta x=√y. A inversa aceita apenas valores de imagem x≥0.

QUESTÃO 06Uma alternativa correta

O ponto (2,7) de f gera qual ponto em seu gráfico inverso?

Alternativas da questão 6
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Resposta: C — (7,2). No gráfico da inversa, trocamos entrada e saída. O ponto (2,7) corresponde ao ponto (7,2), em simetria com a reta y=x.

QUESTÃO 07Uma alternativa correta

Qual é a inversa de f(x)=3x−6?

Alternativas da questão 7
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Resposta: B — (x+6)/3. De y=3x−6, somamos 6 e dividimos por 3, obtendo x=(y+6)/3. A inversa desfaz ambas as operações na ordem oposta.

QUESTÃO 08Uma alternativa correta

O que representa f⁻¹(x) em relação a 1/f(x)?

Alternativas da questão 8
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Resposta: C — É a função inversa, não o recíproco. O símbolo f⁻¹ indica inversão da correspondência entre entradas e saídas. Já 1/f(x) é apenas a divisão de 1 pelo valor da função.

QUESTÃO 09Uma alternativa correta

Se Dom(f)=[1,+∞) e Im(f)=[0,+∞), qual é Dom(f⁻¹)?

Alternativas da questão 9
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Resposta: B — [0,+∞). O domínio da inversa é formado pelas saídas possíveis da função original, isto é, pela imagem de f: neste caso, o intervalo [0,+∞).

QUESTÃO 10Uma alternativa correta

Para f(x)=1/(x−2), qual entrada é proibida na inversa?

Alternativas da questão 10
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Resposta: B — 0. A função f(x)=1/(x−2) nunca produz o valor zero. Portanto a inversa não pode receber zero; sua fórmula é 2+1/x, cujo denominador exige x≠0.

Perguntas frequentes: Função Inversa

Qual é a diferença entre função inversa e recíproca?

A inversa desfaz a associação entre entrada e saída; a recíproca é 1/f(x). As expressões geralmente são diferentes e possuem restrições distintas.

Toda função admite função inversa?

Não. Para existir uma função inversa da imagem para o domínio, é necessário que f seja injetiva, isto é, que saídas iguais não venham de entradas diferentes.

Como obter a inversa de uma função do primeiro grau?

Escreva y=ax+b, com a diferente de zero, isole x=(y−b)/a e substitua y por x. Resulta f⁻¹(x)=(x−b)/a.

Uma parábola pode ter função inversa?

Sim, quando escolhemos um intervalo de domínio em que seja injetiva, como x≥0 para f(x)=x². Então a inversa correspondente é √x.

Como verificar se encontrei a inversa correta?

Calcule f(f⁻¹(x)) e f⁻¹(f(x)); ambas devem devolver x nos domínios adequados. Também é preciso conferir as restrições dos conjuntos envolvidos.

Por que os gráficos ficam simétricos em relação a y=x?

Porque a inversão troca cada par ordenado (a,b) por (b,a). Geometricamente, essa troca é a reflexão de pontos na reta diagonal y=x.

Fontes e referências

Estas fontes ajudam a aprofundar os conceitos apresentados nesta aula. As explicações e os exemplos do UNVRST foram redigidos de forma independente.

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