- 可可科科
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1.反函数的概念
设y=f(x)表示y是自变量x的函数,它的定义域为A,值域为C,从式子y=f(x)中解出x,得到式子x=φ(y).如果对于y在C中的任何一个值,通过x=φ(y),x在A中都有唯一确定的值和它对应,那么x=φ(y)就表示x是自变量y的函数.这样的函数x=φ(y)(y∈C)叫做函数y=f(x)(x∈A)的反函数,记作x=f-1(y),通常将它改写成y=f-1(x).
函数y=f(x)的定义域是它的反函数y=f-1(x)的值域;函数y=f(x)的值域是它的反函数y=f-1(x)的定义域.
函数y=f(x)的图像和它的反函数y=f-1(x)的图像关于直线y=x对称.
2.反函数概念的理解
反函数实质上也是函数.
反函数是相对于原函数而言,换句话说,反函数不能脱离原函数而单独存在.
并不是所有的函数都有反函数.例如函数y=x2没有反函数.只有原象唯一的函数,即对任意x1≠x2能推断出f(x1)≠f(x2)成立的函数f(x)才具有反函数(这里x1、x2是f(x)的定义域内的两个值).
如果函数y=f(x)有反函数y=f-1(x),那么函数y=f(x)也是其反函数y=f-1(x)的反函数,即它们互为反函数.
函数y=f(x)的定义域和值域分别是其反函数y=f-1(x)的值域和定义域.
反函数的定义域和值域应该正好是原来函数的值域和定义域.例如,函数y= (x∈Z)不是函数y=2x(x∈Z)的反函数,因为前者的定义域显然不是后者的值域.因此,求函数y=f(x)的反函数y=f-1(x)时,必须确定原来函数y=f(x)的值域.
3.求给定解析式的函数y=f(x)的反函数,其步骤为:
(1)从方程y=f(x)中解出x=f-1(y);
(2)将x、y互换,得到y=f-1(x);
(3)根据y=f(x)的值域,写出y=f-1(x)的定义域.
互为反函数的两个函数如果有解析式,一般是不同的,但也有相同的.例如函数y=x的反函数仍是y=x,函数y= 的反函数仍是y= .
4.互为反函数图像间的关系
在同一个直角坐标系中,函数y=f(x)与其反函数y=f-1(x)的图像关于直线y=x对称.特别地,当函数与其反函数相同时,函数的图像本身关于直线y=x对称.
在y=f(x)与x=f-1(y)中,x、y所表示的量相同,但是地位不同.在y=f(x)中,x是自变量,y是x的函数;在x=f-1(y)中,y是自变量,x是y的函数.在同一个直角坐标系中,y=f(x)与x=f-1(y)的图像是同一个点集.
5.反函数具备的其它性质
在y=f(x)与y=f-1(x)中,x、y所处的地位相同,但表示的量的意义不同.
若y=f(x)(x∈A),与y=f-1(x)(x∈C)互为反函数,则有
f[f-1(x)]=x(x∈C);
f-1[f(x)]=x(x∈A).
互为反函数的两个函数在它们各自的定义域具有相同的单调性.
奇函数若有反函数,则其反函数也是奇函数.
具有单调性的函数必有反函数.
两个互为反函数的图像如果有交点,它们的交点不一定在直线y=x上.
- 十年阿桑
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例 1:函数 y= x+5姨
(x≥ -5)的反函数是(
)( A) y=x2-5( x∈ R)( B) y=x2-5 (x≥ 0)( C) y=x2+5(x≥ 0)( D) y=x 2 -5 (x≥ -5)分析:本题解决的关键在于准确求出反函数的定义域,由函数 y= x+5姨 (x≥ -5)及其定义域求得其值域为 [0,+∞),即为反函数的定义域。故选(B)。
2、如果函数 f( x)与 g( x)互为反函数,则 f( x)与 g( x)图象关于直线 y=x对称。
例 2:设 f(x)= 1-2x 1+x函数,若函数 g (x)的图象与 y = f-1(x+1)的图象关于直线 y=x对称,那么 g(2)的值为(
)(A)- 2 5(B)- 5 4(C)-1
(D)-2分析:本题的常规解法一:由 f(x)= 1-2x 1+x求得反函数 f-1(x)= 1-x 2+x,进一步得到 f-1(x+1)= -x 3+x,再由函数 y=g(x)与 f-1(x+1)互为反函数,令 -x 3+x =2,解得 x=-2,即 g(2)=-2,故选(D)。
解法二:由于 y= f-1(x)与 y= f(x)互为反函数,又 y = f-1(x+1),所以 x+1= f( y), x= f( y)-1,所以 y= f-1(x+1)的反函数是 y= f( x)-1,即 g( x)= f( x)-1,从而 g(2) = f(2)-1 = -2,故选(D)。
本题经常出现如下错解:由于函数 y=g(x)的图象与 y= f-1(x+1)的图象关于直线 y=x对称,所以 y=g (x)与 y= f-1(x+1)互为反函数,所以 g(x)= f (x+1),所以 g(2)= f(2+1)= f(3)=- 5 4,故选(B)。
事实上:函数 y= f(x+1)与函数 y= f -1 (x+1)不是互为反函数。从它们之间的函数图象变换就能说明这一点;
由 y= f( x)的函数图象关于直线 y=x对称→得到 y= f -1( x)的函数图象向左平移 1个单位→得到 y= f-1(x+1)的图象;由 y= f( x)的函数图象向左平移 1个单位→得到 y= f( x+1)的图象,因此 y= f(x+1)的图象与 y= f-1( x+1)的图象关于直线 y=x+1对称。
例 3:如果函数 y= f( x)存在反函数 y= f -1( x),则下列命题中不正确的一个是()(A) y= f( x)与 x= f( y)的图象关于直线 y=x对称(B)如果 y= f( x)是奇函数,那么 y= f-1( x)也是奇函数(C)如果 y= f( x)在(-∞,+∞)上是增函数,那么 y= f -1 (x)在(-∞,+∞)上也是增函数(D)方程 f( x)=m(m为常数)至多有一个实根
分析:由于 y= f( x)有反函数,所以 y= f-1( x)与 x= f( y)的图象相同,(A)中命题是对的;由函数 y= f( x)与 y= f-1( x)的图象关于直线 y=x对称,所以(B)中命题也是对的;而(C)中 y= f -1( x)的定义域不一定是(-∞,+∞),比如:y=2x的定义域为(-∞,+∞),其反函数 y=log 2 x的定义域为(0,+∞)所以(C)中命题是不正确的;由 y= f( x)存在反函数,所以由函数 y= f( x)确定的映射是一一映射 ,当 m属于 y= f( x)的值域时,方程 f( x)=m有唯一解 ,当 m不属于 y= f( x)的值域时 ,方程 f( x)= m无解。从而(D)中命题是对的 ,故选(C)。