Demos por supuesto que la función es biyectiva (para que tenga inversa). Como no se conoce su definición, no se puede crear su función inversa de modo analítico.
Para obtener la función inversa tenemos que hacerlo por fuerza bruta, aplicando la función sobre todo el dominio para obtener así las referencias inversas.
Por simplificar, tomaremos como dominio el de los números naturales ([1..]
):
inversa :: (Integer -> Integer) -> (Integer -> Integer)
inversa f = \x -> head $ [i | i <- [1..], f i == x]
Se puede optimizar un poco creando una lista con todos los valores calculados:
inversa :: (Integer -> Integer) -> (Integer -> Integer)
inversa f = \x -> head $ [i | (i, fx) <- xs, fx == x]
where xs = [(i, f i) | i <- [1..]]
Ejemplos de uso:
map (inversa (+3)) [4,7,10] ---> [1,4,7]
map (inversa (`div`2)) [4,8,12] ---> [8,16,24]
map (inversa (\x -> 4*x+1)) [5,9,21] ---> [1,2,5]
Pero falla cuando la aplicamos a un valor que no pertenece al dominio de la función inversa. Los siguientes ejemplos NO FUNCIONAN:
inversa (+3) 2
inversa (`div`2) 7
inversa (\x -> 4*x+1) 2
Por completitud, podemos crear una versión más general de función inversa:
inversaEn :: (Eq b) => [a] -> (a -> b) -> (b -> a)
inversaEn dom f = \x -> head $ [i | (i, fx) <- xs, fx == x]
where xs = [(i, f i) | i <- dom]
Y se aplicaría así:
-- dominios
naturales = [1..]
enteros = concat [[a,b] | (a,b) <- zip [0,-1..] [1..]]
-- equivalente a la anterior
inversa :: (Integer -> Integer) -> (Integer -> Integer)
inversa = inversaEn naturales
-- una inversa más amplia
inversaZ :: (Integer -> Integer) -> (Integer -> Integer)
inversaZ = inversaEn enteros
-- esta inversa ya está definida para más casos
inversaZ (+3) 2
inversaZ (\x -> 4*x+1) (-3)
f
, su función inversag
es aquella tan que su composición sea la identidad:g . f ≡ id
. Por definición, no toda función tiene inversa (por ejemplo:f x = 1
).