FUNGSI KOMPOSISI DAN FUNGSI INVERS A. Fungsi dan Jenis-jenisnya 1. Pengertian Fungsi Fungsi atau pemetaan adalah suatu relasidari himpunan A ke Himpunan B dalam hal ini setiap x A dipasangkan dengan tepat satu y B. Suatu fungsi biasanya dinyatakan dengan huruf kecil, seperti f, g dan h. Suatu fungsi f dari A ke B ditulis dengan f:A B. Mis. A B Ket. a. domainnya adalah {a, b, c, d } b. kodomainnya adalah { 1,2,3, 4} c. range adalah { 2, 3 }

2. Sifat-Sifat Fungsi a. Fungsi Surjektif Suatu fungsi dengan daerah hasil sama dengan daerah kodomainnya disebut fungsi surjektif atau fungsi onto Fungsi f:A B disebut funsi surjektif jika dan hanya jika daerah hasil fungsi f sama dengan himpunan B atau Rf = B AB b. Fungsi Injektif Sebuah fungsi dengan setiap anggota domain yang berbeda mempunyai peta yang berbeda disebut fungsi injektif.(Fungsi satu-satu). Fungsi f : A B disebut fungsi injektif jika dan hanya jika untuk setiap a1, a2 A dan a1 a2, maka berlaku f(a1) f(a2). AB c. Fungsi Bijektif Misalkan fungsi f : A B denga A = {3, 4, 5} dan B = { a, b, c} dinyatakan dengan pasnagan berurutan f = {(3, a), (4, b), (5, c)}. Disebut fungsi sutrjektif karena range fungsi f sama dengna kodomain fungsi f atau Rf = B. AB Fungsi f : A B disebut fungsi bijektif jika dan hanya jika fungsi f sekaligus fungsi surjektif dan injektif. B. Operasi Aljabar pada Fungsi Misalkan ditentukan fungsi f(x) dan g(x) maka dapat dituliskan operasi aljabar untuk fungsifungsi tersebut sebagai berikut, 1. (f + g) (x) = f(x) + g(x) 2. (f g ) (x) = f(x) g(x)

3. (f x g) (x) = f(x) x g(x) 4. (x) = Contoh. Diketahui f(x) = x2 + 3x 1 dan (f + g)(x) = x2 + 5. tentukan g(x) Jawab. (f+g)(x) = f(x) + g(x) x2 + 5 = (x2 + 3x 1 ) + g(x) g(x) = (x2 + 5) (x2 + 3x 1) g(x) = x2 + 5 x2 3x + 1 g(x) = -3x + 6 C. Fungsi Komposisi 1. Pengertian Fungsi Komposisi Misalkan fungsi f dirumuskan dengan f(x) = x+ 1 dan g dirumuskan dengan g(x) = x2. Dengan menggunakan rumus f(x) = x + 1, untuk x = 1 f(1) = 1 + 1 x = 2 f(2) = 2 + 1 x = t f(t) = t + 1 diganti dengan g(x), diperoleh f(g(x)) = g(x) + 1 = x2 + 1 Misalkan fungsi h(x) = f(g(x)) = x2 + 1. Fungsi h(x) yang diperoleh dengan cara di atas, dinamakan fungsi komposisi g dan f. fungsi ini ditulis dengan f o g, dibaca f bundaran g . Dengan cara yang serupa, diperoleh g(f(x) = g( x + 1 )2 = (x + 1)2 Fungsi g(f(x)) selanjutnya ditulis sebagai (g o f)(x) Misalkan fungsi f : A B, dengan f(a) = b dan fungsi g : B C dengan g(b) = c. komposisi fungsi f dan g, ditulis g o f (dibaca : g bundara f ) adalah suatu fungsi yang ditentukan dengan aturan (g o f)(a) = g(f(a)) Pengerjaannya dilakukan pada fungsi f terlebih dahulu, kemudian dilanjutkan fungsi g. hal ini dapat dituliskan (g o f)(a) = g(f(a)). Contoh : Diketahui f(x) = 3x + 5 dan g(x) = 2x 7. Tentukan a. (f o g )(3) b. (g o f )(-2) Jawab : 1) Ada dua cara untuk menentukan nilai dari suatu fungsi komposisi. a. Cara pertama Dengan menentukan fungsi komposisinya terlebih dahulu (f o g )(x) = f(g(x)) = f(2x 7) = 3(2x 7) + 5 = 6x 21 + 5

= 6x 16 Untuk memperoleh nilai (f o g )(3), subtitusikan nilai x = 3 ke (f o g )(x), yaitu (f o g )(3) = 6(3) 16 =2 Jadi (f o g )(3) = 2 b. Cara kedua Kita ketahui bahwa (f o g )(3) = 2 Untuk itu, terlebih dahulu kita cari g(3), yaitu g(3) = 2(3) 7 = -1 Jadi, (f o g )(3) =f(g(3)) = f(-1) = 3(-1) + 5 =2 2) Ada dua cara juga untuk menentukan nilainya a) Cara pertama (g o f)(x) = g9f(x)) = g(3x + 5) = 2(3x + 5) 7 = 6x + 10 7 = 6x + 3 Dengan demikian, (g o f)(-2) = 6(-2) + 3= -9 b) Cara kedua (g o f)(x) = g9f(-2)) = g(3(-2) + 5) = g(-1) = 2(-1) 7 =-9 Jadi, (g o f)(-2) = - 9 2. Sifat-Sifat Komposisi Fungsi a. Komposisi fungsi tidak bersifat komutatif, yaitu (f o g )(x) (g o f )(x) Bukti : Misalkan diketahui fungsi-fungsi f(x) = 5x 4 g(x) = 2x + 8 h(x) = x2 Komposisi fungsi f o g dan g o f dapat ditentukan di bawah ini . a) (f o g )(x) = f(g(x)) = f(2x + 8) = 5(2x + 8) 4 = 10x + 36 b) (g o f )(x) = g(f(x)) = g(5x 4) = 2(5x 4) + 8 = 10x 8 + 8 =10x Sehingga terbukti (f o g )(x) (g o f )(x)

b. Komposisi fungsi bersifat asosiatif, yaitu. ((g o h ) o f)(x) = (g o (h o f))(x) Bukti : f(x) = 2x + 1 g(x) = x2 6x + 7 h(x) = x - 2 Komposisi fungsi ((g o h ) o f)(x) dan (g o (h o f))(x) dapat ditentukan di bawah ini . a) ((g o h ) o f)(x) = (( g (x 2) o f) = (((x-2)2 6(x-2) + 7) o f) = ((x2-4x+4-6x+12+7) o f) = (x2-10x+23) o f) = (f(x))2-10 f(x)+23 = (2x+1)2 10(2x+1) + 23 = 4x2+4x+1-20x-10+23 = 4x2-16x+14 b) ((g o (h o f))(x) = (g o (h o f)(x) = (g o (h(2x+1)) = (g o ((2x+1)-2) = (g o (2x-1)) = (2x-1)2-6(2x-1)+7 = 4x2 -4x+1-12x+6+7 = 4x2-16x+14 Jadi ((g o h ) o f)(x) = (g o (h o f))(x)

c. Terdapat fungsi identitas I(x) = x sehingga (f o I)(x) = (I o f)(x) = f(x) Bukti : Misalkan f(x) = x2 -3x +2 dan I(x) = x a) (f o I)(x) = f(I(x)) = f(x) = x2 -3x +2 b) (I o f)(x) = I(f(x) = I(x2 -3x +2) = x2 -3x +2 Soal : 1) Diketahui fungsi f: R R dan g : R R. jika g(x) = x2 9 dan (g o f))(x)= 4x2 + 12x. tentukan f(x). Jawab : Diketahui (g o f)(x)= 4x2 + 12x (f(x))2 9 = 4x2 + 12x (f(x))2 = 4x2 + 12x + 9 (f(x))2 = (2x + 3)2 F(x) = 2x + 3 Jadi f(x) = 2x + 3 2) Diketahui fungsi f: R R dan g : R R. jika g(x) = x + 2 dan (f o gf))(x)= 5x + 7, tentukan f(x). Jawab: (f o gf))(x)= 5x + 7

f(g(x)) = 5x + 7 f(x + 2) = 5x + 7 Ada dua cara untuk menyelesaikan persamaan di atas a) Cara satu : f(x + 2) = 5x + 7 Pada ruas kanan harus terbentuk factor (x + 2) sehingga f(x + 2) = 5x + 7 = 5(x + 2) 10 + 7 = 5(x + 2) 3 Karena f(x + 2) = 5(x +2) 3 maka f(x) = 5x 3. Jadi, f(x) 5x 3 b) Cara dua : Perhatikan f(x +2) = 5x + 7. Dari persamaan ini, variable ruas kanan adalah (x + 2), sedangkan variable ruas kanan adalah x. dengan demikian, (x + 2) bersesuaian dengan x. x+2=x x=x 2 Jadi, (x + 2) di ruas kiri diubah menjadi x, sedangkan variable x di ruas kanan diubah menjadi x 2. dengan demikian diperoleh : f(x) = 5(x 2) + 7 = 5x 10 + 7 = 5x 3 Jadi, f(x) = 5x 3. D. Fungsi Invers ( Notasinya f -1 ) f AB f f -1 f -1(y) = x f(x) = x

Jika fungsi f : A B dinyatakan dengan himpunan pasangan berurutan f = { (x, y) | x A, y B } maka invers dari fungsi f adalah f -1: B A yang dinyatakan dengan f -1 = { (x, y) | x B, y A suatu fungsi f: A B memiliki fungsi invers (balikan) f -1 : B A jika dan hanya jika f merupakan fungsi bijektif (korespondensi satu-satu). Contoh : Diketahui fungsi invers f : A B dengan A = {1, 3, 5} dan B = {2, 6, 8} dan f dinyatakan dengan pasangan beruurtan R= {(1, 2 ), (3, 6), (5, 8)}. Tentukan invers fungsi f dan selidikilah apakah invers fungsi f merupakan sebuah fungsi.

Jawab : Invers fungsi f adalah f -1 : B A, yaitu f -1 = { (2,1), (6, 3), (8, 5)}. Dan tampak bahwa f -1 merupakan sebuah relasi yang merupakan fungsi. 1. Menentukan Invers Suatu Fungsi Syaratnya fungsi tersebut bijektif Langkah-langkahnya : a) mengubah bentuk y = f(x) menjadi bentuk x = f(x), karena x = f -1(y) maka kita akan memperoleh bentuk f -1 (y) = f(y) b) setelah memperoleh bentuk f -1 (y) = f(y), ganti variable y dengan variable x sehingga akan memperoleh f -1 (x) yagn sudah dalam variable. Contoh : Tentukan rumus invers dari fungsi-fungsi berikut ini . a) f(x) = 5x + 2 b) f(x) = Jawab : a) y = f(x) y = 5x +2 5x = y 2 x= f -1 = Sehingga f -1 (x) = b) f(x) = y = f(x) y= xy + 3y = 3 4x 4x + xy = 3 3y (4 + y) x = 3 3y x= f -1(y) = f -1(x) = 2. Hubungan Invers dengan Komposisi Fungsi Untuk mengetahui hubungan invers dengan komposisi fungsi, kita perhatikan uraian berikut : a. f(x) = x + 5 Dapat kita tentukan invers dari fungsi f, yaitu ; y = f(x) y=x+5 x=y 5 f -1 (y) = y 5 jadi, f -1 (x) = x 5 1) (f o f -1 )(x) = f(f 1 (x)) = f(x-5) = (x-5) + 5 = x 2) (f -1 o f )(x) = f-1(f(x)) = f(x+5) = (x+5) 5 = x Dengan demikian, diperoleh : (f o f -1 )(x) = (f -1 o f )(x) =x b. f(x) = x2 + 6 y = f(x)

y = x2 + 6 x2 = y 6 x= f -1 = f -1 (x) = ; x 6 Untuk domain f adalah x 6 maka f -1 (x) = , untuk x 6 Untuk domain f adalah x < 0 maka f -1 (x) = - , untuk x 6. oleh karena itu , 1) (f o f -1 )(x) = f(f -1)(x)) = f( ) = ( )2 + 6 = (x 6) + 6 2) (f -1 o f )(x) = f -1(f )(x)) = f -1(x2 +6) = ( ) = = x Dengan demikian diperoleh, (f o f -1 )(x) = (f -1 o f )(x) = x Dari uraianb di atas, dapat dilihat bahwa komposisi fungsi dengan inversnya akan menghasilkan fungsi identities sehingga secara umum dituliskan sebagai berikut : (f o f -1 )(x) = (f -1 o f )(x) = x = I(x)

3. Domain, Kodomain serta Grafik Fungsi dan Inversnya Untuk menentukan domain, kodomain dan grafik fungsi inversnya, kita lihat contoh berikut. Diketahui fungsi f(x) = 2x + 6. tentukan a. Carilah f -1 b. Tentukan domain dan kodomain fungsi f agar f(x) mempunyai fungsi invers Jawab. a. f(x) = 2x + 6 misalkan y = f(x). dengan demikian, y = 2x +6 2x = y 6 x=y 3 f -1 (y) = y 3, jadi f -1 (x) = x 3 y b. Domain untuk f adalah semua himpunan bilangan real atau Df = {x | x R}. karena domain dari f -1 (x) merupakan kodomain fungsi f maka kodomain f agar mempunyai fungsi invers adalah himpunan bilangan real. Digambarkan dalam bidang Cartesius : y 6 f(x) = 2x + 6 y = x

-3 0 6 x -3 f -1(x) = x 3

E. Invers Fungsi Komposisi

Misalkan f dan g merupakan fungsi maka komposisi fungsi-fungsi itu adalah (f o g)(x) = f(g(x)) dan (g o f)(x) = g(f(x)). Invers dari komposisi didefinisikan sebagai berikut. Jika u dan v merupakan komposisi dari fungsi f dan g, yaitu u = f o g dan v = g o f, invers dari fungsi u dan v merupakan komposisi dari invers f dan g yang ditulis u -1 = (f o g) -1 = g -1 o f -1 v -1 = (g o f) -1 = f -1 o g -1 Lihat diagram panah berikut, fog gf g -1 f -1 g -1 o f -1 f -1 o g -1

Dari diagram di atas tampak bahwa invers dari fungsi komposisi f o g, yaitu (f o g) -1 diperoleh dengan memetakan c ke b oleh f -1 , kemudian dilanjutkan dengan memetakan b ke a oleh g -1 . dengan demikian, dapat dituliskan sebagai berikut. (f o g) -1 (x) = (g -1 o f -1)(x) Dengan cara yang sama, dapat kita peroleh invers fungsi komposisi g o f, yaitu, (g o f) -1 (x) =( f -1 o g -1)(x) Contoh : Diberikan fungsi f dan g, yaitu f(x) = 5x +8 dan g(x) = x 5. a. tentukan (f o g) -1(x) b. tentukan (g o f) -1(x) c. apakah (f o g) -1(0) = (g o f) -1(0) Jawab : Ada dua cara untuk menentukan invers fungsi komposisi ini. a. Cara 1 : (f o g)(x) = f(g(x)) = f(x 5) =5(x 5) + 8 = 5x 17 (f o g) -1(x) dapat ditentukan sebagai berikut. Misalkan (f o g)(x) = y y = (f o g)(x) y = 5x 17 x= (f o g) -1(y) = (f o g) -1(x) = Jadi, fungsi invers dari (f o g)(x) adalah (f o g) -1(x) =

Cara 2 : Kita tentukan dulu f -1 (x) dan g -1 (x). Misalkan y = f(x) y = f(x) y = 5x + 8 5x = y 8 x= f -1 (y) = f -1 (x) = misalkan y = g(x) y = g(x) y=x 5 x=y+5 g -1 (y) = y + 5 g -1 (x) = x + 5

dengan demikian, kita dapat menentukan invers dari f o g sebagaiberikut. (f o g) -1(x) = (g -1 o f -1) (x) = g -1 o( f -1(x)) = g -1 ( ) =+5 = Jadi, fungsi invers dari (f o g) -1(x) = b. Cara 1 : (g o f)(x) = g(f(x)) = g(5x + 8) 5 = 5x + 3 (g o f) -1(x) dapat kita peroleh dengan memisalkan y = (g o f)(x) y = (g o f)(x) y = 5x +3 x= (g o f) -1(y) = (g o f) -1(x) = jadi, fungsi invers dari (g o f)(x) adalah (g o f) -1(x) = Cara 2 : Dari jawaban a, diperoleh f -1 (x) = dan g -1 (x) = x + 5. dengan demikian diperoleh : (g o f) -1 = (f -1 o g -1)(x) = f -1( g -1 (x)) = f -1( x + 5) = = Jadi, fungsi invers dari (g o f)(x) adalah (g o f) -1 =

c. Dari jawaban b, diperoleh (g o f) -1(0) = = (f o g) -1(0) = = Jadi, (g o f) -1(0 ) (f o g) -1(0)