逆関数との交点

 ある関数とその逆関数の交点の数はグラフを描けば分かりますね。しかし,2つのグラフの位置関係にはいくつかのパターンがあって,案外見落としそうな場合があります。そんな例を考えてみましょう。

 無理関数とその逆関数を考えてみます。

のグラフのグラフ

 一見すると交点は0個から最大2個のような感じがしますが,よく調べてみると交点が3つの場合があります。

(1)a>0のとき

@b>0のとき
  1個
Ab=0のとき
  2個
B−a2/4<b<0のとき
  2個
Cb=−a2/4のとき
  1個
Db<−a2/4のとき
  0個
 
 

(2)a<0のとき

@b<0のとき
  0個
Ab=0のとき
  1個
B0<b<3a2/4のとき
  1個
Cb=3a2/4のとき
  1個
D3a2/4<b<a2のとき
  3個
Eb=a2のとき
  3個
Fb>a2のとき
  1個
  
  

 a<0で3a2/4<b<a2のときを拡大したのが右の図です。  交点が3つあるのがよく分かりますね。