Pregunta
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Let \( f(x)=8+\sqrt{x-7} \). Find \( f^{-1}(x) \) \( f^{-1}(x)=\square \) Now for fun, verify that \( \left(f \circ f^{-1}\right)(x)=\left(f^{-1} \circ f\right)(x)=x \)

Ask by Ramirez Rojas. in the United States
Mar 14,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

Respuesta verificada por el tutor

Responder

The inverse function is \( f^{-1}(x) = (x - 8)^2 + 7 \).

Solución

**Step 1. Write the function with \( y \):** Let \[ y = f(x)=8+\sqrt{x-7}. \] **Step 2. Solve for \( x \):** Subtract 8 from both sides to isolate the square root: \[ y - 8 = \sqrt{x-7}. \] Square both sides to remove the square root: \[ (y-8)^2 = x - 7. \] Add 7 to both sides: \[ x = (y-8)^2 + 7. \] **Step 3. Express the inverse function \( f^{-1}(x) \):** Swap \( x \) and \( y \) (since the inverse function swaps the roles of inputs and outputs): \[ f^{-1}(x) = (x-8)^2 + 7. \] **Step 4. Verify the composition \( \left(f \circ f^{-1}\right)(x)=x \):** Substitute \( f^{-1}(x) \) into \( f \): \[ \left(f\circ f^{-1}\right)(x)=f\left((x-8)^2+7\right)=8+\sqrt{\Big((x-8)^2+7\Big)-7}. \] Simplify inside the square root: \[ 8+\sqrt{(x-8)^2} = 8+|x-8|. \] Since the domain of \( f^{-1}(x) \) (which is the range of \( f(x) \)) requires \( x\geq8 \), we have \( |x-8|=x-8 \). Therefore, \[ 8+(x-8)=x. \] **Step 5. Verify the composition \( \left(f^{-1} \circ f\right)(x)=x \):** Substitute \( f(x) \) into \( f^{-1} \): \[ \left(f^{-1}\circ f\right)(x)=f^{-1}\left(8+\sqrt{x-7}\right)=\Big( \big(8+\sqrt{x-7}\big)-8\Big)^2+7. \] Simplify the expression: \[ \left(\sqrt{x-7}\right)^2+7=x-7+7=x. \] **Final Answer:** \[ f^{-1}(x) = (x-8)^2+7. \]

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The Deep Dive

To find the inverse function \( f^{-1}(x) \) for \( f(x) = 8 + \sqrt{x-7} \), we start by setting \( y = f(x) \): \[ y = 8 + \sqrt{x-7} \] Next, we isolate \( \sqrt{x-7} \): \[ \sqrt{x-7} = y - 8 \] Now, we square both sides: \[ x - 7 = (y - 8)^2 \] Then, we solve for \( x \): \[ x = (y - 8)^2 + 7 \] Now we swap \( x \) and \( y \) to get the inverse: \[ f^{-1}(x) = (x - 8)^2 + 7 \] In conclusion: \[ f^{-1}(x) = (x - 8)^2 + 7 \] Now let’s verify that \( (f \circ f^{-1})(x) = x \) and \( (f^{-1} \circ f)(x) = x \). Starting with \( f(f^{-1}(x)) \): \[ f(f^{-1}(x)) = f((x - 8)^2 + 7) \] \[ = 8 + \sqrt{((x-8)^2 + 7) - 7} \] \[ = 8 + \sqrt{(x - 8)^2} \] \[ = 8 + |x - 8| \] Since \( |x - 8| = x - 8 \) when \( x \geq 8 \) and \( |x - 8| = 8 - x \) when \( x < 8 \), we can see that: - For \( x \geq 8 \): \( f(f^{-1}(x)) = 8 + (x - 8) = x \) - For \( x < 8 \): \( f(f^{-1}(x)) = 8 + (8 - x) = x \) So \( f(f^{-1}(x)) = x \) for all \( x \). Now, for \( f^{-1}(f(x)) \): \[ f^{-1}(f(x)) = f^{-1}(8 + \sqrt{x - 7}) \] \[ = ((8 + \sqrt{x - 7}) - 8)^2 + 7 \] \[ = (\sqrt{x - 7})^2 + 7 \] \[ = x - 7 + 7 = x \] Thus, \( f^{-1}(f(x)) = x \) as well. We have verified both compositions, confirming they are indeed the identity function. Feel free to ask for more details or any other math help!

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