高等数学中的反函数怎么求

高等数学中的反函数怎么求,第1张

函数其实是两个数集之间的一种对应关系,而函数其实就是在原函数的基础上,不改变两个数集间的对应关系,只是改变对应双方的位置:原来是

x1→y1、x2→y2……现在是

y1→x1、y2→x2……

前者就是原函数,后者就是反函数——这是函数的一种表述方法:列举法。可见,反函数的

“定义域”

值域

与原函数进行了调换。

可以想到,不是所有函数都有原函数的。函数允许

“多对一”

的关系出现,但不允许

“一对多”。所以,所有具有反函数的函数,都是

“一一对应”

的关系。可以简单地理解为函数的

“定义域”

“值域”

中的元素个数相等,恰好能一一配对。

假设函数

y

=

f(x)

(该函数的标准记法是:f:x→y)具有反函数:ψ:y→x。那么,f

的函数图象

f

ψ

的函数图象

w

必然满足以下关系:点(x,y)在f上,当且仅当点(y,x)必然在

w

上。

显然,这两个点是关于直线

y

=

x

对称的。当对于

f

上的所有点,都可以在

w

上找到轴对称点时,f

w

本身就是轴对称的了,而事实正是如此。

最后——轴对称的两个图象,必然“一致”。

如何求函数y=f(x)的反函数?有的书上给出了一般步骤:1确定函数y=f(x)的值域B;2从y=f(x)中解出

x=g(y);3交换

x=g(y)中x与y的位置得到y=g(x),以B为定义域的函数y=g(x)即为所求的反函数。我们知道:给出一个实数a,a在函数y=f(x)的值域B中当且仅当相应的方程a=f(x)在函数y=f(x)的定义域中有解。因此,判断a是否在函数y=f(x)的值域B中就是要研究方程a=f(x)的可解性,而这种可解性的判断,在许多场合,依赖于解方程a=f(x)本身,即能否把方程a=f(x)中的x真的解出来即求出根,这也就相当于上面步骤2的具体化或特殊化。

所以,我们有理由说步骤1和步骤2有时简直是不可分离的一个步骤。那么在什么场合步骤1和步骤是真正的两个步骤呢在函数y=f(x)的值域是已知的场合,或者通过图象等可以容易确定的场合时就是两个步骤了。

01

首先看这个函数是不是单调函数,如果不是则反函数不存在。如果是单调函数,则只要把x和y互换,然后解出y即可。例如 y=x^2,x=正负根号y,则f(x)的反函数是正负根号x,求完后注意定义域和值域,反函数的定义域就是原函数的值域,反函数的值域就是原函数的定义域。

求反函数先判断反函数是否存在,严格单调函数必定有严格单调的反函数,并且二者单调性相同,再判断该函数与它的反函数在相应区间上单调性是否一致,例如 求 y=x^2 的反函数。x=±根号y,则 f(x) 的反函数是正负根号 x,求完后注意定义域和值域,反函数的定义域就是原函数的值域,反函数的值域就是原函数的定义域。

反函数的定义是:设函数y=f(x)(x∈A)的值域是C,若找得到一个函数g(y)在每一处g(y)都等于x,这样的函数x= g(y)(y∈C)叫做函数y=f(x)(x∈A)的反函数,大部分偶函数不存在反函数。奇函数不一定存在反函数,被与y轴垂直的直线截时能过2个及以上点即没有反函数。

反函数是对一个给定函数做逆运算的函数,一般来说,设函数y=f(x)(x∈A)的值域是C,若找得到一个函数g(y)在每一处g(y)都等于x,这样的函数x= g(y)(y∈C)叫做函数y=f(x)(x∈A)的反函数,记作y=f^(-1)(x) 。反函数存在的条件为原函数的函数关系必须是一一对应的(不一定是整个数域内的),它的定义域、值域分别是原函数的值域、定义域。

若一个奇函数存在反函数,则它的反函数也是奇函数。因此,在求反函数时要先确定是不是单调函数,如果是就把x和y互换,然后解出y即可。

求反函数就是先用y表示x,后面就是移项得到y=2ˣ-y·2ˣ=2ˣ(1-y),所以2ˣ=y/(1-y),取对数就有log₂(y/(1-y))=x,再把xy对换,反函数就是y=log₂(x/(1-x))

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