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ラング「解析入門」第7章(逆関数)

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ラング「解析入門」解答解説
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第7章は逆関数を扱う.

まず逆関数の定義と存在条件を確かめ,次に逆関数の導関数の公式を求める.
最後に,三角関数の逆関数を定義する.

§1 逆関数の定義

§1では,逆関数を定義したあと,中間値の定理を使って逆関数の存在条件を証明する.

練習問題の解答

ラング「解析入門」 第7章§1(逆関数の定義)の解答

問題は,逆関数が存在する条件と範囲を確認するもの.
本文最後の「多くの場合,このような逆関数の形を具体的に書き表すことはできない」から示唆されるように,逆関数そのものを求めることには重きをおいていない.

主な定理と公式

逆関数の定義と存在

y=f(x)y=f(x)をある区間のすべてのxxに対して定義された関数とする.

もし,yyのそれぞれの値y1y_1に対して,y1=f(x1)y_1=f(x_1)となるようなx!x_!が定義域の中にただ一つだけ存在するならば,yyに対してf(x)=yf(x)=yとなるようなxxを対応付ける関数x=g(y)x=g(y)を定義できる.

x=g(y)x=g(y)を,f(x)f(x)の逆関数という.逆関数は,x,yx,yを入れ替えて,y=f1(x)y=f^{-1}(x)と書くことが多い.

  • ある閉区間で強増加または強減少の関数は,その区間で逆関数を定義できる.
中間値の定理

y=f(x)y=f(x)を閉区間[a,b][a,b]で定義された関数,kkf(a)f(a)f(b)f(b)の間にある値とする.
このとき,f(c)=kf(c)=kとなるようなcca<c<ba<c<bに存在する.

f(a)f(a)f(b)f(b)の大小は問わない.f(a)<k<f(b)f(a)<k<f(b)でもf(b)<k<f(a)f(b)<k<f(a)でもよい)

§2 逆関数の定義

§3 逆正弦関数

§4 逆正接関数

この記事を書いた人
Windcastor

理学部で物理を専攻。好成績で大学院に進学し修士号を取得。
高校時代の得意科目は化学・数学・国語。
現在も企業で働くかたわら、数学や物理を続けています。
「考え方と解答過程を丁寧に説明する」をモットーに、大学の教科書の『穴』を埋めたいと思っています。
ラング『解析入門』をはじめ、大学初年級の教科書を中心に扱います。

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