Contoh Soal dan Pembahasan Fungsi Invers

         Fungsi Invers merupakan suatu fungsi kebalikan dari fungsi awal. Untuk mempelajari materi ini, kita harus menguasai materi Relasi, Fungsi, dan Fungsi Komposisi. Berikut penjelasan tentang fungsi invers.

         Materi Fungsi Invers adalah salah satu materi wajib yang mana soal-soalnya selalu ada untuk ujian nasional dan tes seleksi masuk perguruan tinggi. Penting bagi kita untuk menguasainya, karena akan membantu kita dalam kelulusan nantinya. Untuk soal-soal fungsi invers sebenarnya memiliki beberapa trik khusus dalam menjawabnya terutama untuk soal-soal setingkat seleksi masuk perguruan tinggi seperti SBMPTN. Silahkan teman-teman pelajari kumpulan soal-soal fungsi komposisi dan invers untuk lebih mendalami materi fungsi invers ini.

Pengertian dan Definisi Fungsi Invers

         Berdasarkan Gambar di atas , kita peroleh beberapa hal atau informasi yaitu :
*). Pertama,
       fungsi f memetakan xA ke yB. Jika fungsi f dinyatakan ke dalam bentuk pasangan berurutan, maka dapat ditulis sebagai berikut. f={(x,y)|xA dan yB}. Pasangan berurut (x,y) merupakan unsur dari fungsi f.
*). Kedua,
       invers fungsi f atau f1 memetakan yB ke xA. Jika invers fungsi f dinyatakan ke dalam pasangan berurutan, maka dapat ditulis f1={(y,x)|yB dan xA}. Pasangan berurut (y,x) merupakan unsur dari invers fungsi f.

Definisi Fungsi invers
       Jika fungsi f memetakan A ke B dan dinyatakan dalam pasangan berurutan f={(x,y)|xA dan yB}, maka invers fungsi f (dilambangkan f1) adalah relasi yang memetakan B ke A, dalam pasangan berurutan dinyatakan dengan f1={(y,x)|yB dan xA}.
Dapat ditulis: jika y=f(x), maka inversnya x=f1(y)
Cara menentukan fungsi invers dari fungsi awalnya
       Suatu fungsi f akan mempunyai invers, yaitu f1 jika dan hanya jika fungsi f bijektif atau dalam korespondensi satu-satu. Misalkan, f merupakan fungsi dari A ke B, maka f1 merupakan fungsi invers f jika berlaku (f1f)(x)=x dan (ff1)(x)=x. Perhatikanlah gambar di bawah ini.

Langkah-langkah menentukan fungsi invers:

1. Buatlah permisalan f(x)=y pada persamaan.
2. Selesaikan persamaan sehingga diperoleh x sebagai fungsi y atau x=f1(y).
3. Ganti variabel y dengan x pada f1(y) sehingga diperoleh f1(x)=y sebagai fungsi invers dari y=f(x).
Contoh
1). Jika diketahui f(x)=2x+3, tentukan inversnya dan nilai f1(1) !
Penyelesaian :
Misalkan f(x)=y dan rubahlah kedalam bentuk x=f1(y)
f(x)=y2x+3=y2x=y3x=y32berdasarkan x=f1(y)diperoleh f1(y)=y32
Gantilah variabel y dengan x, artinya f1(x)=x32
Jadi, invers dari fungsi f(x)=2x+3, adalah f1(x)=x32
*). Menentukan nilai f1(1)
f1(x)=x32f1(1)=132=22=1
Jadi, diperoleh nilai f1(1)=1

2). Diketahui fungsi g(x)=3x12x+5 , tentukanlah inversnya.!
Penyelesaian :
Misalkan g(x)=y dan rubahlah kedalam bentuk x=g1(y)
g(x)=3x12x+5y=3x12x+5y(2x+5)=3x12xy+5y=3x12xy3x=5y1x(2y3)=5y1x=5y12y3berdasarkan x=f1(y)diperoleh f1(y)=5y12y3
Gantilah variabel y dengan x, artinya f1(x)=5x12x3
Jadi, invers dari fungsi f(x)=3x12x+5, adalah f1(x)=5x12x3
Cara II : f(x)=ax+bcx+df1(x)=dxbcx+a
g(x)=3x12x+5g1(x)=5x+12x+3
g1(x)=5x+12x+3×11=5x12x3
Jadi, invers dari fungsi f(x)=3x12x+5, adalah f1(x)=5x12x3

3). Diketahui f(x)=5x3. Jika f1(a)=2, maka nilai a+5=....
Penyelesaian :
Menentukan inversnya
f(x)=5x3y=5x35x=y+3x=y+35f1(x)=x+35f1(a)=a+35
Menenukan nilai a
f1(a)=2a+35=2a+3=10a=7
Sehingga nilai a+5=7+5=12

4). Diketahui fungsi f(x)=2x+1. Apakah fungsi g(x)=x12 merupakan invers dari fungsi f(x)?
Penyelesaian :
*). Dua fungsi dikatakan salaing invers jika dikomposisikan menghasilkan fungsi identitas (I(x)=x).
*). Agar fungsi g(x) merupakan invers dari fungsi f(x) , maka harus terpenuhi (fg)(x)=x atau (gf)(x)=x. Cukup cek salah satu saja.
*). cek fungsi komposisinya :
(fg)(x)=f(g(x))=f(x12)=2(x12)+1=(x1)+1=x
Karena diperoleh (fg)(x)=x, maka terbukti bahwa fungsi g(x) adalah invers dari fungsi f(x)

Sifat-sifat Fungsi invers

       Beberapa sifat fungsi invers :
1). (f1(x))1=f(x) ,
(fungsi invers di invers lagi, maka hasilnya kembali ke awal)
2). (ff1)(x)=(f1f)(x)=I(x)=x
(fungsi awal di invers dengan dirinya sendiri atau kebalikannya menghasilkan fungsi identitas yaitu I(x)=x

Penjelasan definisi invers :
Definisi : y=f(x)f1(y)=x, artinya ketika fungsinya (f) pindah ruas (dari kanan ke kiri atau dari kiri ke kanan), maka fungsi tersebut diberikan invers. misalkan :
f(A)=BA=f1(B)
A=f1(B)(f1)1(A)=Bf(A)=B
Contoh
1). Diketahui fungsi f(x)=2x1
a). Tentukan f1(x)
b). Tentukan (f1(x))1
c). Tentukan (ff1)(x)
d). Tentukan (f1f)(x)
Penyelesaian :
a). Menentukan f1(x)
f(x)=2x1y=2x12x=y+1x=y+12f1(y)=y+12
sehingga inversnya : f1(x)=x+12
b). Menentukan invers dari f1(x)=x+12
f1(x)=x+12y=x+122y=x+1x=2y1f1(y)=2y1
invers dari f1(x) adalah (f1(x))1=2x1, yang sama dengan (f1(x))1=f(x), ini sesuai dengan sifat invers.
c). Menentukan (ff1)(x)
(ff1)(x)=f(f1(x))=f(x+12)=2(x+12)1=(x+1)1=x
Diperoleh : (ff1)(x)=x
d). Menentukan (f1f)(x)
(f1f)(x)=f1(f(x))=f1(2x1)=(2x1)+12=2x2=x
Diperoleh : (f1f)(x)=x
Dari hasil c) dan d) terlihat bahwa (ff1)(x)=(f1f)(x)=x, yang sesuai dengan sifat invers.

2). Diketahui fungsi f(x2)=3x+5. Jika f1(a)=1, maka tentukan nilai a24 !
Penyelesaian :
Cara I : Menentukan inversnya terlebih dahulu
Misalkan p=x2x=p+2, substitusi ke fungsinya
f(x2)=3x+5f(p)=3(p+2)+5f(p)=3p+11
sehingga, f(x)=3x+11
*). Menentukan inversnya :
f(x)=3x+11y=3x+113x=y11x=y113
sehingga inversnya : f1(x)=x113
*). Menentukan nilai a
f1(x)=x113f1(a)=1a113=1a11=3a=113=8
diperoleh nilai a=8,
sehingga nilai a24=824=644=60
Jadi, nilai a24=60

Cara II : Tanpa mencari inversnya.
*). Gunakan definisi invers : A=f(B)f1(A)=B
f(x2)=3x+5x2=f1(3x+5) atau f1(3x+5)=x2
*). Menyamakan bentuk yang diketahui dan yang ditanya.
f1(3x+5)=x2f1(a)=1
Ruas kanan sama dengan ruas kanan dan ruas kiri sama juga dengan ruas kiri
Diperoleh : x2=1 dan a=3x+5
x2=1x=1
Substitusi nilai x=1 ke persamaan kedua
x=1a=3x+5=3.1+5=8
sehingga nilai a24=824=644=60
Jadi, nilai a24=60

3). Diketahui fungsi invers f1(3x1)=x282x. Jika f(a)=3, maka tentukan nilai a+1 !
Penyelesaian : Tanpa mencari invernya,
Definisi : A=f(B)f1(A)=B
sehingga f(a)=3a=f1(3) atau f1(3)=a
Menyamakan bentuknya :
f1(3x1)=x282xf1(3)=a
Diperoleh kesamaan : 3x1=3 dan a=x282x
3x1=3x1=1x=0
Substitusi nilai x=0 ke persamaan kedua,
a=x282x=02820=82=4
diperoleh nilai a=4
Sehingga nilai a+1=4+1=3
Jadi, nilai a+1=3
Catatan : yang diubah menggunakan definisi invers boleh fungsi yang diketahui atau fungsi yang ditanyakan seperti soal nomor 2 dan nomor 3.

Invers dari fungsi komposisi

Misalkan p=x2x=p+2, substitusi ke fungsinya
f(x2)=3x+5f(p)=3(p+2)+5f(p)=3p+11
sehingga, f(x)=3x+11
*). Menentukan inversnya :
f(x)=3x+11y=3x+113x=y11x=y113
sehingga inversnya : f1(x)=x113
*). Menentukan nilai a
f1(x)=x113f1(a)=1a113=1a11=3a=113=8
diperoleh nilai a=8,
sehingga nilai a24=824=644=60
Jadi, nilai a24=60

Cara II : Tanpa mencari inversnya.
*). Gunakan definisi invers : A=f(B)f1(A)=B
f(x2)=3x+5x2=f1(3x+5) atau f1(3x+5)=x2
*). Menyamakan bentuk yang diketahui dan yang ditanya.
f1(3x+5)=x2f1(a)=1
Ruas kanan sama dengan ruas kanan dan ruas kiri sama juga dengan ruas kiri
Diperoleh : x2=1 dan a=3x+5
x2=1x=1
Substitusi nilai x=1 ke persamaan kedua
x=1a=3x+5=3.1+5=8
sehingga nilai a24=824=644=60
Jadi, nilai a24=60

3). Diketahui fungsi invers f1(3x1)=x282x. Jika f(a)=3, maka tentukan nilai a+1 !
Penyelesaian : Tanpa mencari invernya,
Definisi : A=f(B)f1(A)=B
sehingga f(a)=3a=f1(3) atau f1(3)=a
Menyamakan bentuknya :
f1(3x1)=x282xf1(3)=a
Diperoleh kesamaan : 3x1=3 dan a=x282x
3x1=3x1=1x=0
Substitusi nilai x=0 ke persamaan kedua,
a=x282x=02820=82=4
diperoleh nilai a=4
Sehingga nilai a+1=4+1=3
Jadi, nilai a+1=3
Catatan : yang diubah menggunakan definisi invers boleh fungsi yang diketahui atau fungsi yang ditanyakan seperti soal nomor 2 dan nomor 3.

Invers dari fungsi komposisi

       Dari gambar diagram di atas f:AB,g:BC , dengan f dan g berkorespondensi satu-satu sedermikian sehingga h=gf, maka h1=f1g1. Dalam hal ini (gf)1=h1 disebut fungsi invers dari fungsi komposisi, sehingga diperoleh sifat- sifat berikut ini.

(gf)1(x)=(f1g1)(x) dan (fg)1(x)=(g1f1)(x)
Contoh
1). Diketahui fungsi f(x)=3x+5 dan g(x)=x1. Tentukanlah (gf)1(x)
Penyelesaian :
*). Menentukan fungsi komposisinya
(gf)(x)=g(f(x))=g(3x+5)=(3x+5)1=3x+4
*). Menentukan inversnya
misalkan y=(gf)(x)
(gf)(x)=3x+4y=3x+43x=y4x=y43f1(y)=y43
Jadi, inversnya (gf)1(x)=x43

2). Diketahui fungsi f1(x)=2x dan g1(x)=xx1. Tentukan (fg)1(x) !
Penyelesaian :
*). Kita langsung menggunakan sifat invers fungsi komposisi
(fg)1(x)=(g1f1)(x)=g1(f1(x))=g1(2x)=(2x)(2x)1=2x1x
Jadi, diperoleh (fg)1(x)=2x1x

Menggambar Grafik Fungsi Invers dan Grafik Fungsi Asalnya

       Grafik fungsi invers (f1(x)) diperoleh dengan cara mencerminkan grafik fungsi awal (f(x)) terhadap garis y=x , begitu juga sebaliknya, untuk mencari grafik fungsi asalnya (f(x)) diperoleh dengan mencerminkan grafik fungsi invers (f1(x)) terhadap garis y=x
Contoh
Diketahui fungsi f(x)=2x1, gambarlah grafik f(x) dan f1(x) !
Penyelesaian :
*). Menentukan invers fungsi
f(x)=2x1y=2x12x=y+1x=y+12
Sehingga, inversnya f1(x)=x+12
*). Dari grafik di atas, garis warna biru adalah grafik fungsi f(x)=2x1, garis warna hijau adalah grafik fungsi f1(x)=x+12 dan garis warna merah adalah grafik garis y=x
*). Dari grafik di atas, terlihat bahwa grafik f1(x)=x+12 (warna hijau) adalah pencerminan dari grafik f(x)=2x1 (warna biru) terhadap garis y=x (warna merah).

       Demikian penjelasan tentang fungsi invers, semoga bisa bermanfaat. Materi Relasi, Fungsi, Fungsi komposisi, dan Fungsi invers semuanya saling terkait, jadi sebaiknya kita pelajari semuanya.


EmoticonEmoticon

:)
:(
hihi
:-)
:D
=D
:-d
;(
;-(
@-)
:o
:>)
(o)
:p
:-?
(p)
:-s
8-)
:-t
:-b
b-(
(y)
x-)
(h)