Решение:
Давайте найдем функцию, обратную данной функции ( y = x^2 + 7 ), при условии ( x \geq 0 ). А затем построим графики обеих функций.
Шаг 1. Найдем обратную функцию
Чтобы найти обратную функцию, нужно выразить ( x ) через ( y ). Для этого:
Запишем данную функцию:
[
y = x^2 + 7
]
Выразим ( x^2 ) через ( y ):
[
x^2 = y - 7
]
Возьмем квадратный корень:
[
x = \sqrt{y - 7}
]
Здесь важно учитывать, что ( x \geq 0 ), так как это указано в условии.
Обратная функция будет:
[
f^{-1}(y) = \sqrt{y - 7}, \quad y \geq 7.
]
Шаг 2. Графики функций
Исходная функция: ( y = x^2 + 7 ), где ( x \geq 0 ).
Это парабола, сдвинутая вверх на 7 единиц, ограниченная для ( x \geq 0 ) (т.е. только правая ветвь параболы будет использоваться). График начинается от точки ( (0, 7) ) и уходит вправо-вверх.
Обратная функция: ( y = \sqrt{x - 7} ), где ( x \geq 7 ).
Это график квадратного корня, сдвинутый вправо на 7 единиц. Он начинается от точки ( (7, 0) ) и уходит вправо-вверх.
Симметрия: Графики взаимно обратных функций симметричны относительно прямой ( y = x ).
Шаг 3. Построение графиков
Для построения графиков рассмотрим несколько точек для каждой функции.
Для исходной функции ( y = x^2 + 7 ):
- ( x = 0 ): ( y = 0^2 + 7 = 7 ) → точка ( (0, 7) )
- ( x = 1 ): ( y = 1^2 + 7 = 8 ) → точка ( (1, 8) )
- ( x = 2 ): ( y = 2^2 + 7 = 11 ) → точка ( (2, 11) )
- ( x = 3 ): ( y = 3^2 + 7 = 16 ) → точка ( (3, 16) )
Для обратной функции ( y = \sqrt{x - 7} ):
- ( x = 7 ): ( y = \sqrt{7 - 7} = 0 ) → точка ( (7, 0) )
- ( x = 8 ): ( y = \sqrt{8 - 7} = 1 ) → точка ( (8, 1) )
- ( x = 11 ): ( y = \sqrt{11 - 7} = 2 ) → точка ( (11, 2) )
- ( x = 16 ): ( y = \sqrt{16 - 7} = 3 ) → точка ( (16, 3) )
Теперь строим обе функции на одном графике. Не забудьте изобразить прямую ( y = x ), чтобы показать симметрию.
Итог:
- Исходная функция: ( y = x^2 + 7, \quad x \geq 0 ).
- Обратная функция: ( y = \sqrt{x - 7}, \quad x \geq 7 ).
- Графики функций симметричны относительно прямой ( y = x ).
На графике:
- Парабола ( y = x^2 + 7 ) проходит через точки ( (0, 7), (1, 8), (2, 11), (3, 16) ), и идет вправо-вверх.
- Кривая ( y = \sqrt{x - 7} ) проходит через точки ( (7, 0), (8, 1), (11, 2), (16, 3) ), и идет вправо-вверх.