Question Number 190894 by mnjuly1970 last updated on 13/Apr/23
$$ \\ $$$$\:\:\:\:\:{f}\left({x}\right)=\:{mx}\:+\:{cos}\left({x}\right)\:\:,\:\:{m}>\mathrm{1} \\ $$$$\:\:\:\:,\:\:\:{f}^{\:−\mathrm{1}} \left(\mathrm{3}\right)=\:\mathrm{2}{f}^{\:−\mathrm{1}} \left(\mathrm{2}\:\right) \\ $$$$\:\:\:\:\:{find}\::\:\:\:\:\:\:{f}\:\left(\:\frac{\mathrm{1}}{{m}}\:\right)=\:? \\ $$
Answered by mehdee42 last updated on 13/Apr/23
$${f}^{−\mathrm{1}} \left(\mathrm{3}\right)={a}\Rightarrow{f}\left({a}\right)=\mathrm{3}\:\:\:\&\:\:{f}^{−\mathrm{1}} \left(\mathrm{2}\right)={b}\Rightarrow{f}\left({b}\right)=\mathrm{2}\Rightarrow{a}=\mathrm{2}{b} \\ $$$$\mathrm{3}={ma}+{cosa}=\mathrm{2}{mb}+{cos}\mathrm{2}{b}\:\:\:\left(\mathrm{1}\right)\:\:\:\&\:\:\mathrm{2}={mb}+{cosb}\:\:\left(\mathrm{2}\right) \\ $$$$\left(\mathrm{1}\right),\left(\mathrm{2}\right)\Rightarrow{cos}^{\mathrm{2}} {b}−{cosb}=\mathrm{0} \\ $$$${if}\:\:{cosb}=\mathrm{0}\Rightarrow{b}=\frac{\pi}{\mathrm{2}}\Rightarrow{m}=\frac{\mathrm{4}}{\pi}\:\checkmark\Rightarrow{f}\left(\frac{\mathrm{1}}{{m}}\right)=\mathrm{1}+\frac{\sqrt{\mathrm{2}}}{\mathrm{2}} \\ $$$${if}\:\:{cosb}=\mathrm{1}\Rightarrow{b}=\mathrm{2}\pi\Rightarrow{m}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}\pi}\:\:\:\:× \\ $$$$ \\ $$
Answered by mr W last updated on 14/Apr/23
$${pm}+\mathrm{cos}\:{p}=\mathrm{3}\:\Rightarrow{f}^{−\mathrm{1}} \left(\mathrm{3}\right)={p} \\ $$$${qm}+\mathrm{cos}\:{q}=\mathrm{2}\:\Rightarrow{f}^{−\mathrm{1}} \left(\mathrm{2}\right)={q} \\ $$$${f}^{−\mathrm{1}} \left(\mathrm{3}\right)=\mathrm{2}{f}^{−\mathrm{1}} \left(\mathrm{2}\right)\:\Rightarrow{p}=\mathrm{2}{q} \\ $$$$\mathrm{2}{qm}+\mathrm{cos}\:\mathrm{2}{q}=\mathrm{3} \\ $$$$\mathrm{2}{qm}+\mathrm{2cos}\:{q}=\mathrm{4} \\ $$$$\mathrm{2cos}\:{q}−\mathrm{2cos}^{\mathrm{2}} \:{q}+\mathrm{1}=\mathrm{1} \\ $$$$\mathrm{cos}\:{q}\left(\mathrm{1}−\mathrm{cos}\:{q}\right)=\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{cos}\:{q}=\mathrm{0}\:\Rightarrow{q}=\frac{\left(\mathrm{2}{k}+\mathrm{1}\right)\pi}{\mathrm{2}}\:\Rightarrow{m}=\frac{\mathrm{4}}{\left(\mathrm{2}{k}+\mathrm{1}\right)\pi} \\ $$$$\mathrm{cos}\:{q}=\mathrm{1}\:\Rightarrow{q}=\mathrm{2}{k}\pi\:\Rightarrow{m}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}{k}\pi} \\ $$$${f}\left(\frac{\mathrm{1}}{{m}}\right)=\mathrm{1}+\mathrm{cos}\:\left(\frac{\left(\mathrm{2}{k}+\mathrm{1}\right)\pi}{\mathrm{4}}\right)=\mathrm{1}\pm\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{2}}}\:\checkmark \\ $$$${or} \\ $$$${f}\left(\frac{\mathrm{1}}{{m}}\right)=\mathrm{1}+\mathrm{cos}\:\left(\mathrm{2}{k}\pi\right)=\mathrm{1}\:\checkmark \\ $$
Commented by mehdee42 last updated on 14/Apr/23
$${sir} \\ $$$${due}\:{to}\:{the}\:{question}\:\left({m}>\mathrm{1}\right)\:{only}\:\:{m}=\frac{\mathrm{4}}{\pi}\:{it}\:{is}\:{true}.> \\ $$
Commented by mr W last updated on 14/Apr/23
$${you}\:{are}\:{right}\:{sir}.\: \\ $$