Question Number 37892 by abdo mathsup 649 cc last updated on 19/Jun/18
$${let}\:\:\:{f}\left({x}\right)=\sqrt{{x}+\sqrt{{x}+\mathrm{1}}} \\ $$$$\left.\mathrm{1}\right)\:{find}\:\:{D}_{{f}} \\ $$$$\left.\mathrm{2}\right)\:\:{give}\:{the}\:{equation}\:{of}\:{assymtote}\:{at}\:{point} \\ $$$${A}\left(\mathrm{0},{f}\left({o}\right)\right) \\ $$$$\left.\mathrm{3}\right)\:{if}\:{f}\left({x}\right)\sim\:{a}\left({x}−\mathrm{1}\right)\:\:+{b}\:\:\left({x}\rightarrow\mathrm{1}\right)\:{determine}\:{a}\:{andb} \\ $$$$\left.\mathrm{4}\right)\:{calculate}\:{f}^{'} \left({x}\right) \\ $$$$\left.\mathrm{5}\right)\:{find}\:\:{f}^{−\mathrm{1}} \left({x}\right)\:\:{and}\:\:\left({f}^{−\mathrm{1}} \right)^{'} \left({x}\right) \\ $$
Commented by prof Abdo imad last updated on 21/Jun/18
$$\left.\mathrm{4}\right){we}\:{have}\:{f}^{\mathrm{2}} \left({x}\right)={x}\:+\sqrt{{x}+\mathrm{1}}\:\Rightarrow \\ $$$$\mathrm{2}{f}\left({x}\right){f}^{'} \left({x}\right)=\:\mathrm{1}\:+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}\sqrt{{x}+\mathrm{1}}}\:\Rightarrow \\ $$$$\mathrm{2}\sqrt{{x}+\sqrt{{x}+\mathrm{1}}}\:{f}^{'} \left({x}\right)=\:\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}\sqrt{{x}+\mathrm{1}}}\:\Rightarrow\: \\ $$$${f}^{'} \left({x}\right)=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}\sqrt{{x}+\sqrt{{x}+\mathrm{1}}}}\left\{\:\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}\sqrt{{x}+\mathrm{1}}}\right\} \\ $$$$\left.\mathrm{5}\right)\:{let}\:{f}\left({x}\right)={y}\:\:\Leftrightarrow\:{x}={f}^{−\mathrm{1}} \left({y}\right)\:\Rightarrow \\ $$$$\sqrt{{x}+\sqrt{{x}+\mathrm{1}}}={y}\:\:\Rightarrow\:{x}+\sqrt{{x}+\mathrm{1}}={y}^{\mathrm{2}} \:\Rightarrow \\ $$$$\sqrt{{x}+\mathrm{1}}={y}^{\mathrm{2}} −{x}\:\Rightarrow{x}+\mathrm{1}=\left({y}^{\mathrm{2}} −{x}\right)^{\mathrm{2}} ={x}+\mathrm{1}\:\Rightarrow \\ $$$${x}^{\mathrm{2}} \:−\mathrm{2}{y}^{\mathrm{2}} {x}\:+{y}^{\mathrm{4}} \:−{x}−\mathrm{1}=\mathrm{0}\:\Rightarrow{x}^{\mathrm{2}} \:−\left(\mathrm{2}{y}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}\right){x}\:+{y}^{\mathrm{4}} −\mathrm{1}=\mathrm{0} \\ $$$$\Delta=\left(\mathrm{2}{y}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} \:−\mathrm{4}\left({y}^{\mathrm{4}} −\mathrm{1}\right) \\ $$$$=\mathrm{4}{y}^{\mathrm{4}} \:+\mathrm{4}{y}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{1}−\mathrm{4}{y}^{\mathrm{4}} \:+\mathrm{4}=\mathrm{4}{y}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{5}\:>\mathrm{0} \\ $$$${x}_{\mathrm{1}} =\frac{\mathrm{2}{y}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{1}\:+\sqrt{\mathrm{4}{y}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{5}}}{\mathrm{2}} \\ $$$${x}_{\mathrm{2}} =\:\frac{\mathrm{2}{y}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{1}\:−\sqrt{\mathrm{4}{y}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\:\:{but}\:{we}\:{must}\:{have} \\ $$$${x}+\mathrm{1}\geqslant\mathrm{0}\:\:{and}\:{y}^{\mathrm{2}} −{x}\:\geqslant\mathrm{0}\:{after}\:{verification} \\ $$$${we}\:{find}\:{that}\:{x}=\frac{\mathrm{2}{y}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{4}{y}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\:\Rightarrow \\ $$$${f}^{−\mathrm{1}} \left({x}\right)=\frac{\mathrm{2}{x}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{1}\:−\sqrt{\mathrm{4}{x}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\:\:{so} \\ $$$$\left({f}^{−\mathrm{1}} \right)^{'} \left({x}\right)=\:\mathrm{2}{x}\:−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\:\frac{\mathrm{8}{x}}{\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{4}{x}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{5}}} \\ $$$$=\mathrm{2}{x}\:−\frac{\mathrm{4}{x}}{\:\sqrt{\mathrm{4}{x}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{5}}}\:. \\ $$$$ \\ $$
Commented by math khazana by abdo last updated on 21/Jun/18
$$\left.\mathrm{1}\right)\:{x}\:\in\:{D}_{{f}} \:\Leftrightarrow\:{x}+\mathrm{1}\geqslant\mathrm{0}\:{and}\:{x}+\sqrt{{x}+\mathrm{1}}\geqslant\mathrm{0}\:\Rightarrow \\ $$$${x}\:\geqslant−\mathrm{1}\:{and}\:{x}\:+\sqrt{{x}+\mathrm{1}}\geqslant\mathrm{0}\:\:{so}\:{if}\:{x}\:\geqslant\mathrm{0}\:{we}\:{get} \\ $$$${x}+\sqrt{{x}+\mathrm{1}}\:>\mathrm{0}\:\:{if}\:−\mathrm{1}\leqslant{x}\leqslant\mathrm{0} \\ $$$$\sqrt{{x}+\mathrm{1}}\:\:+{x}\:=\sqrt{{x}+\mathrm{1}}\:−\left(−{x}\right)\:{and} \\ $$$$\left(\sqrt{{x}+\mathrm{1}}\right)^{\mathrm{2}} \:−\left(−{x}\right)^{\mathrm{2}} ={x}+\mathrm{1}\:−{x}^{\mathrm{2}} \\ $$$$=−{x}^{\mathrm{2}} \:+{x}\:+\mathrm{1}\:\Rightarrow\Delta=\mathrm{1}−\mathrm{4}\left(−\mathrm{1}\right)=\mathrm{5} \\ $$$${x}_{\mathrm{1}} =\frac{−\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\:{andx}_{\mathrm{2}} =\:\frac{−\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}} \\ $$$$\sqrt{{x}+\mathrm{1}}\:+{x}\:=\:\frac{{x}+\mathrm{1}\:−{x}^{\mathrm{2}} }{\:\sqrt{{x}+\mathrm{1}}−{x}}\:\:\:{and}\:\sqrt{{x}+\mathrm{1}}\:−{x}>\mathrm{0}\:{so} \\ $$$$\sqrt{\mathrm{1}+{x}}+{x}\:\geqslant\mathrm{0}\:\Leftrightarrow\:{x}\:\in\left[\frac{−\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\:,\:\frac{−\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right]\:{but} \\ $$$$\left[−\mathrm{1},\mathrm{0}\right]\subset\left[\frac{−\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}},\frac{−\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\right]\:\Rightarrow{D}_{{f}} =\left[−\mathrm{1},+\infty\left[\right.\right. \\ $$$$\left.\mathrm{2}\right)\:{y}\:={f}^{'} \left(\mathrm{0}\right){x}\:+{f}\left(\mathrm{0}\right)\:\:{but}\:\:{f}\left({x}\right)=\sqrt{{x}+\sqrt{{x}+\mathrm{1}}}\:\Rightarrow \\ $$$${f}\left(\mathrm{0}\right)=\mathrm{1}\:{we}\:{have}\:{f}^{\mathrm{2}} \left({x}\right)={x}\:+\sqrt{{x}+\mathrm{1}}\:\Rightarrow \\ $$$$\mathrm{2}{f}\left({x}\right){f}^{'} \left({x}\right)=\mathrm{1}+\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}\sqrt{{x}+\mathrm{1}}}\:\Rightarrow\mathrm{2}{f}\left(\mathrm{0}\right){f}^{'} \left(\mathrm{0}\right)=\:\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}\:\Rightarrow \\ $$$${f}^{'} \left(\mathrm{0}\right)\:=\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{4}}\:{so}\:{the}\:{equation}\:{of}\:{assymptote}\:{is} \\ $$$${y}=\:\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{4}}\:{x}+\mathrm{1}\:. \\ $$
Commented by math khazana by abdo last updated on 21/Jun/18
$$\left.\mathrm{3}\right)\:{we}\:{have}\:{a}={f}^{'} \left(\mathrm{1}\right)\:{and}\:{b}={f}\left(\mathrm{1}\right) \\ $$$${b}=\sqrt{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{2}}} \\ $$$$\mathrm{2}{f}\left(\mathrm{1}\right){f}^{'} \left(\mathrm{1}\right)=\mathrm{1}+\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{2}}}\:\Rightarrow\:{f}^{'} \left(\mathrm{1}\right)=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{2}}}}\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{2}}}\right)\:={a} \\ $$