Trigonométrie Exemples

$f (x) = 3^{x} - 1$

Étape 1

Écrivez $f (x) = 3^{x} - 1$ comme une équation.

$y = 3^{x} - 1$

Étape 2

Interchangez les variables.

$x = 3^{y} - 1$

Étape 3

Résolvez $y$ .

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Étape 3.1

Réécrivez l’équation comme $3^{y} - 1 = x$ .

$3^{y} - 1 = x$

Étape 3.2

Ajoutez $1$ aux deux côtés de l’équation.

$3^{y} = x + 1$

Étape 3.3

Prenez le logarithme naturel des deux côtés de l’équation pour retirer la variable de l’exposant.

$\ln (3^{y}) = \ln (x + 1)$

Étape 3.4

Développez $\ln (3^{y})$ en déplaçant $y$ hors du logarithme.

$y \ln (3) = \ln (x + 1)$

Étape 3.5

Divisez chaque terme dans $y \ln (3) = \ln (x + 1)$ par $\ln (3)$ et simplifiez.

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Étape 3.5.1

Divisez chaque terme dans $y \ln (3) = \ln (x + 1)$ par $\ln (3)$ .

$\frac{y \ln (3)}{\ln (3)} = \frac{\ln (x + 1)}{\ln (3)}$

Étape 3.5.2

Simplifiez le côté gauche.

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Étape 3.5.2.1

Annulez le facteur commun de $\ln (3)$ .

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Étape 3.5.2.1.1

Annulez le facteur commun.

$\frac{y \ln (3)}{\ln (3)} = \frac{\ln (x + 1)}{\ln (3)}$

Étape 3.5.2.1.2

Divisez $y$ par $1$ .

$y = \frac{\ln (x + 1)}{\ln (3)}$

Étape 4

Remplacez $y$ par $f^{- 1} (x)$ pour montrer la réponse finale.

$f^{- 1} (x) = \frac{\ln (x + 1)}{\ln (3)}$

Étape 5

Vérifiez si $f^{- 1} (x) = \frac{\ln (x + 1)}{\ln (3)}$ est l’inverse de $f (x) = 3^{x} - 1$ .

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Étape 5.1

Pour vérifier l’inverse, vérifiez si $f^{- 1} (f (x)) = x$ et $f (f^{- 1} (x)) = x$ .

Étape 5.2

Évaluez $f^{- 1} (f (x))$ .

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Étape 5.2.1

Définissez la fonction de résultat composé.

$f^{- 1} (f (x))$

Étape 5.2.2

Évaluez $f^{- 1} (3^{x} - 1)$ en remplaçant la valeur de $f$ par $f^{- 1}$ .

$f^{- 1} (3^{x} - 1) = \frac{\ln ((3^{x} - 1) + 1)}{\ln (3)}$

Étape 5.2.3

Associez les termes opposés dans $3^{x} - 1 + 1$ .

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Étape 5.2.3.1

Additionnez $- 1$ et $1$ .

$f^{- 1} (3^{x} - 1) = \frac{\ln (3^{x} + 0)}{\ln (3)}$

Étape 5.2.3.2

Additionnez $3^{x}$ et $0$ .

$f^{- 1} (3^{x} - 1) = \frac{\ln (3^{x})}{\ln (3)}$

Étape 5.2.4

Développez $\ln (3^{x})$ en déplaçant $x$ hors du logarithme.

$f^{- 1} (3^{x} - 1) = \frac{x \ln (3)}{\ln (3)}$

Étape 5.2.5

Annulez le facteur commun de $\ln (3)$ .

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Étape 5.2.5.1

Annulez le facteur commun.

$f^{- 1} (3^{x} - 1) = \frac{x \ln (3)}{\ln (3)}$

Étape 5.2.5.2

Divisez $x$ par $1$ .

$f^{- 1} (3^{x} - 1) = x$

Étape 5.3

Évaluez $f (f^{- 1} (x))$ .

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Étape 5.3.1

Définissez la fonction de résultat composé.

$f (f^{- 1} (x))$

Étape 5.3.2

Évaluez $f (\frac{\ln (x + 1)}{\ln (3)})$ en remplaçant la valeur de $f^{- 1}$ par $f$ .

$f (\frac{\ln (x + 1)}{\ln (3)}) = 3^{\frac{\ln (x + 1)}{\ln (3)}} - 1$

Étape 5.3.3

Simplifiez chaque terme.

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Étape 5.3.3.1

Utilisez la règle du changement de base $\frac{\log_{b} (x)}{\log_{b} (a)} = \log_{a} (x)$ .

$f (\frac{\ln (x + 1)}{\ln (3)}) = 3^{\log_{3} (x + 1)} - 1$

Étape 5.3.3.2

L’élévation à une puissance et log sont des fonctions inverses.

$f (\frac{\ln (x + 1)}{\ln (3)}) = x + 1 - 1$

Étape 5.3.4

Associez les termes opposés dans $x + 1 - 1$ .

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Étape 5.3.4.1

Soustrayez $1$ de $1$ .

$f (\frac{\ln (x + 1)}{\ln (3)}) = x + 0$

Étape 5.3.4.2

Additionnez $x$ et $0$ .

$f (\frac{\ln (x + 1)}{\ln (3)}) = x$

Étape 5.4

Comme $f^{- 1} (f (x)) = x$ et $f (f^{- 1} (x)) = x$ , $f^{- 1} (x) = \frac{\ln (x + 1)}{\ln (3)}$ est l’inverse de $f (x) = 3^{x} - 1$ .

$f^{- 1} (x) = \frac{\ln (x + 1)}{\ln (3)}$