反函數(shù)性質(zhì)的應(yīng)用
只有定義域和值域一一對應(yīng)的函數(shù)才有反函數(shù),反函數(shù)是由原函數(shù)派生出來的,它的定義域、對應(yīng)法則、值域完全由原函數(shù)決定。因此利用這一關(guān)系可以將原函數(shù)的問題與反函數(shù)的問題相互轉(zhuǎn)化,使問題容易解決,F(xiàn)在看一下反函數(shù)性質(zhì)的應(yīng)用。
⒈利用反函數(shù)的定義求函數(shù)的值域
例1:求函數(shù)y= 的值域。
分析:這種函數(shù)可以利用分離常數(shù)法或反函數(shù)法求值域,下面利用反函數(shù)法來求解。解:由y= 得y(2x+1)=x-1
∴(2y-1)x=-y-1
∴x=
∵x是自變量,是存在的,
∴2y-1 0,∴ y 。
故函數(shù)y= 的值域為:{y│y }。
點評:形如y= 的函數(shù)都可以用反函數(shù)法求它的值域。
⒉原函數(shù)與反函數(shù)定義域、值域互換的應(yīng)用
例2:已知f(x)=4 -2 ,求f (0)。
分析:要求f (0),只需求f(x)=0時自變量x的值。
解:令f(x)=0,得4 -2 =0,∴2 (2 -2)=0,
∴2 =2或2 =0(舍),
∴x=1。
故f (0)=1。
點評:反函數(shù)的函數(shù)值都可以轉(zhuǎn)化為求與之對應(yīng)的原函數(shù)的自變量之值,反之也成立。
⒊原函數(shù)與反函數(shù)的圖像關(guān)于直線y=x對稱的應(yīng)用
例3:求函數(shù)y= (x (-1,+ ))的圖像與其反函數(shù)圖像的交點。
分析:可以先求反函數(shù),再聯(lián)立方程組求解;也可以利用原函數(shù)與反函數(shù)的圖像關(guān)于直線y=x對稱求解,這里用后一種方法求解。只要原函數(shù)與反函數(shù)不是同一函數(shù),它們的交點就在直線y=x上。
解:由 得 或
∴原函數(shù)和反函數(shù)圖像的交點為(0,0)和(1,1)。
點評:利用利用原函數(shù)與反函數(shù)的圖像關(guān)于直線y=x對稱的性質(zhì),可以簡化運算,提高準確率。但要注意原函數(shù)與反函數(shù)不能是同一函數(shù),它們的交點才在直線y=x上。
⒋原函數(shù)與反函數(shù)的單調(diào)性相同的應(yīng)用
例4:已知f(x)=2 +1的反函數(shù)為f (x),求f (x)<0的解集。
分析:因為f(x)=2 +1在R上為增函數(shù),所以f (x)在R上也為增函數(shù)。又因為原函數(shù)與反函數(shù)定義域、值域互換,所以f (x)中的x的范圍就是f(x)的范圍。
解:由f(x)=2 +1>1得f (x)中的x>1。
又∵f (x)<0且f(x)=2 +1在R上為增函數(shù),
∴f
⒌原函數(shù)與反函數(shù)的還原性即 x及 =x的應(yīng)用
例5:函數(shù)f(x)= (a、b、c是常數(shù))的反函數(shù)是 = ,求a、b、c的值。
分析:本題可以利用 =x,將反函數(shù)的條件轉(zhuǎn)化為原函數(shù)的關(guān)系來應(yīng)用,利用恒等找到關(guān)于a、b、c的方程組,即可求解。
解:∵ =
∴ = = = =x
∴(3a+b)x-a+2b=(c+3) +(2c-1)x
∴
∴
點評: 上述解法利用了原函數(shù)與反函數(shù)的還原性,避免了求反函數(shù) ,若求反函數(shù) ,步驟非常煩瑣,容易出現(xiàn)計算失誤。
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