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反函数的定义

反函数的定义(反函数的定义域是原函数的值域吗)

admin admin 发表于2023-04-09 11:11:10 浏览65 评论0

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反函数的定义是什么

学好数学要依靠理解,“数学理解”应受到数学 教育 界的普遍关注。“反函数”是函数知识的重要组成部分,也是函数教学中的重点和难点,反函数的定义是什么?以下是我为大家整理的关于反函数的定义,欢迎大家前来阅读!

反函数的概念

所谓反函数就是将原函数中自变量与变量调换位置,用原函数的变量表示自变量而形成的函数。存在反函数的条件是原函数必须是一一对应的(不一定是整个数域内的)。

函数的定义

一般地,如果x与y关于某种对应关系f(x)相对应,y=f(x)。则y=f(x)的反函数为y=f^-1(x)。

存在反函数的条件是原函数必须是一一对应的(不一定是整个数域内的)

【反函数的性质】

(1)互为反函数的两个函数的图象关于直线y=x对称;

(2)函数存在反函数的充要条件是,函数的定义域与值域是一一映射;

(3)一个函数与它的反函数在相应区间上单调性一致;

(4)一般的偶函数一定不存在反函数(但一种特殊的偶函数存在反函数,例f(x)=a(x=0)它的反函数是f(x)=0(x=a)这是一种极特殊的函数),奇函数不一定存在反函数。若一个奇函数存在反函数,则它的反函数也是奇函数。-反函数的定义

(5)一切隐函数具有反函数;

(6)一段连续的函数的单调性在对应区间内具有一致性;

(7)严格增(减)的函数一定有严格增(减)的反函数【反函数存在定理】。

(8)反函数是相互的

(9)定义域、值域相反对应法则互逆(三反)

(10)原函数一旦确定,反函数即确定(三定)

例:y=2x-1的反函数是y=0.5x+0.5

y=2^x的反函数是y=log2 x

例题:求函数3x-2的反函数

解:y=3x-2的定义域为R,值域为R.

由y=3x-2解得

x=1/3(y+2)

将x,y互换,则所求y=3x-2的反函数是

y=1/3(x+2)

反函数的基本性质

一般地,设函数y=f(x)(x∈A)的值域是C,根据这个函数中x,y 的关系,用y把x表示出,得到x= (y). 若对于y在C中的任何一个值,通过x= (y),x在A中都有唯一的值和它对应,那么,x= (y)就表示y是自变量,x是自变量y的函数,这样的函数x= (y)(y∈C)叫做函数y=f(x)(x∈A)的反函数,记作x=f^-1(y). 反函数y=f^-1(x)的定义域、值域分别是函数y=f(x)的值域、定义域.-反函数的定义

说明:⑴在函数x=f^-1(y)中,y是自变量,x是函数,但习惯上,我们一般用x表示自变量,用y 表示函数,为此我们常常对调函数x=f^-1(y)中的字母x,y,把它改写成y=f^-1(x),今后凡无特别说明,函数y=f(x)的反函数都采用这种经过改写的形式.-反函数的定义

⑵反函数也是函数,因为它符合函数的定义. 从反函数的定义可知,对于任意一个函数y=f(x)来说,不一定有反函数,若函数y=f(x)有反函数y=f^-1(x),那么函数y=f^-1(x)的反函数就是y=f(x),这就是说,函数y=f(x)与y=f^-1(x)互为反函数.-反函数的定义

⑶从映射的定义可知,函数y=f(x)是定义域A到值域C的映射,而它的反函数y=f^-1(x)是集合C到集合A的映射,因此,函数y=f(x)的定义域正好是它的反函数y=f^-1(x)的值域;函数y=f(x)的值域正好是它的反函数y=f^-1(x)的定义域(如下表):-反函数的定义

函数y=f(x)

反函数y=f^-1(x)

定义域

A C

值 域

C A

⑷上述定义用“逆”映射概念可叙述为:

若确定函数y=f(x)的映射f是函数的定义域到值域“上”的“一一映射”,那么由f的“逆”映射f^-1所确定的函数x=f^-1(x)就叫做函数y=f(x)的反函数. 反函数x=f^-1(x)的定义域、值域分别是函数y=f(x)的值域、定义域.-反函数的定义

开始的两个例子:s=vt记为f(t)=vt,则它的反函数就可以写为f^-1(t)=t/v,同样y=2x+6记为f(x)=2x+6,则它的反函数为:f^-1(x)=x/2-3.

有时是反函数需要进行分类讨论,如:f(x)=X+1/X,需将X分类讨论:在X大于0时的情况,X小于0的情况,多是要注意的。一般分数函数的反函数的表示为y=ax+b/cx+d(a/c不等于b/d)--y=b-dx/cx+a-反函数的定义

反函数的应用介绍

直接求原函数的值域困难时,可以通过求其反函数的定义域来确定原函数的值域,求反函数的步骤是这样的:

1、先求出反函数的定义域,因为原函数的值域就是反函数的定义域;

(我们知道函数的三要素是定义域、值域、对应法则,所以先求反函数的定义域是求反函数的第一步)

2、反解x,也就是用y来表示x;

3、改写,交换位置,也就是把x改成y,把y改成x;

4、写出原函数及其值域。

实例:y=2x+1(值域:任意实数) x=(y-1)/2 y=(x-1)/2(x取任意实数)

特别地,形如kx+ky=b的直线方程和任意一个反比例函数,它的反函数都是它本身。

反函数求解三步骤: 1、换:X、Y换位 2、解:解出Y 3、标:标出定义域

反函数的使用符号

符号

arc

用法

例:三角函数中

正弦函数和它的反函数:f(x)=sinx-x=arcsinx

余弦函数和它的反函数:f(x)=cosx-x=arccosx

正切函数和它的反函数:f(x)=tanx -x=arctanx

余切函数和它的反函数:f(x)=cotx-x=arccotx

注解

反正弦的意义 ,则符合条件sinx=a(-1≤a≤1)的角x叫做a的反正弦,记作:arcsina,即x=arcsina. 注:1、“arcsina”表示中的一个角,其中-1≤a≤1. 2、sin(arcsina)=a. (二)、反余弦的意义 x∈[0,π],则符合条件cosx=a(-1≤a≤1)的角x叫做a的反余弦,记作arccosa,即x=arccosa. 注:1、“arccosa”表示[0,π]中的一个角,其中-1≤a≤1. 2、cos(arccosa)=a. (三)、反正切的意义 ,则符合条件tanx=a的角x叫做a的反正切,记作arctana,即x=arctana. 注:1、“arctana”表示中的一个角. 2、tan(arctana)=a. (四)、用反三角符号表示[0,2π]中角的一般规律-反函数的定义

反函数的相关说明

⑴在函数x=f^(-1)(y)中,y是自变量,x是函数,但习惯上,我们一般用x表示自变量,用y 表示函数,为此我们常常对调函数x=f^(-1)(y)中的字母x,y,把它改写成y=f^(-1)(x),今后凡无特别说明,函数y=f(x)的反函数都采用这种经过改写的形式。-反函数的定义

⑵反函数也是函数,因为它符合函数的定义. 从反函数的定义可知,对于任意一个函数y=f(x)来说,不一定有反函数,若函数y=f(x)有反函数y=f^(-1)(x),那么函数y=f’(x)的反函数就是y=f^(-1)(x),这就是说,函数y=f(x)与y=f^(-1)(x)互为反函数。-反函数的定义

⑶互为反函数的两个函数在各自定义域内有相同的单调性。单调函数才有反函数,如二次函数在R内不是反函数,但在其单调增(减)的定义域内,可以求反函数。

⑷ 从映射的定义可知,函数y=f(x)是定义域A到值域C的映射,而它的反函数y=f^(-1)(x)是集合C到集合A的映射,因此,函数y=f(x)的定义域正好是它的反函数y=f^(-1)(x)的值域;函数y=f(x)的值域正好是它的反函数y=f^(-1)(x)的定义域(如下表):-反函数的定义

函数:y=f(x);

反函数:y=f^(-1)(x);

定义域: A C;

值域: C A;

⑷上述定义用“逆”映射概念可叙述为:

若确定函数y=f(x)的映射f是函数的定义域到值域“上”的“一一映射”,那么由f的“逆”映射f^-1所确定的函数y=f^(-1)(x)就叫做函数y=f(x)的反函数. 反函数y=f‘(x)的定义域、值域分别是函数y=f(x)的值域、定义域. 开始的两个例子:s=vt记为f(t)=vt,则它的反函数就可以写为f^(-1)(s)=s/v,同样y=2x+6记为f(x)=2x+6,则它的反函数为:f^(-1)(x)=x/2-3.-反函数的定义

有时是反函数需要进行分类讨论,如:f(x)=x+1/x,需将x分类讨论:在x大于0时的情况,x小于0的情况,多是要注意的。一般分数函数的反函数的表示为y=ax+b/cx+d(a/c不等于b/d)--y=b-dx/cx+a-反函数的定义

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反函数是什么意思?

反函数的定义是把原函数的x当做反函数的y,把原函数的y当作反函数的x 所以根据这个就很容易求出该函数的反函数

即x=2^y/(2^y+1),由于这个可能比较难算,可把2^y当作一个整体再经过计算得2^y=x/(x-1),可把这个化为对数函数就是y=log2[x/(x-1)]就是以2为底x/(x-1)的对数

所以该函数的反函数就是y=log2[x/(x-1)]

反函数的定义是什么??

一、揭示课题师:今天我们将学习函数中一个重要的概念——反函数.(板书:反函数 1.反函数的概念)二、讲解新课三、师:什么是反函数呢?让我们一起来思考这样一个问题:在函数中,如果当作因变量,把y当作自变量,能否构成一个函数呢?生:可以构成一个函数.师:为什么是个函数呢?生:在y允许取值范围内的任一值,按照法则→都有唯一的x与之相应.师;根据这位同学的表述,这是符合函数定义的,也就是说,按照上述原则,函数是存在反函数的.这个反函数的解析式是怎样的呢?生:应该是.师:这种表示方法是没有问题的,但不符合我们的习惯,按习惯用字母x表示自变量,用字母y表示因变量,故这个函数的解析式又可以写成这样改动之后,带来这样一个问题,即和是不是同一函数呢?生:是.师:能具体解释一下吗?生:从函数三要素的角度看,和具有相同的定义域和值域,皆为R,同时对应法则都是自变量减1除以2得因变量,也是相同的,所以它们是相同的函数.师:既然是相同的,我们就把称作函数的反函数,同样,函数y=x-1 2有没有反函呢?生:有.就是.师:对.也就是说函数与函数是互为反函数的.那么,是不是所有函数都会有反函数呢?生:不是所有函数都有反函数.师:能举个例子说明吗?生:如函数,将y当作自变量,x当作因变量,在y允许取值范围内,一个y可能对应两个x,如y=1则x=±1,因此不能构成函数,说明它没反函数.师:说得非常好.如果从形的角度来解释,会看得更清楚,见图1,从图中可看出给出一个y能对应两个x.缺图1通过对几个具体函数的研究,了解了什么是反函数,把前面对函数y=2x+1的反函数的研究过程一般化,概括起来就可以得到反函数的定义.由于这个定义比较长,所以我们一起阅读书上相关内容.(板书:(1)反函数的定义)(要求学生打开书第60页第二自然段,请一名同学朗读这一段内容.)为帮助学生理解定义中的描述,教师可以再以一上具体函数为例解释y=f(x)和x=j(y)之间的关系,同时应指出定义中"如果"二字的含义表示不是所有函数都有反函数.) 对于反函数有了初步的了解之后,下面进一步对这个特殊的函数概念作点深入研究.(板书:(2)对概念的理解.)师:反函数的“反”字应当是相对原来给出的函数而言的,那么它们之间有什么关呢?不妨以刚才的两个函数y=2x+1和为例加以研究.生:对应法则不同.师:能否说得再具体点,怎么不同?生:这两个函数的对应法则中,x与y的位置换位.(研究两函数间的关系应从函数三要素角度入手研究,老师可适当引导学生向三要素靠拢.)师:还有什么联系吗?生:当的定义域和值域分别是y=2x+1的值域和定义域.师:根据刚才我们的讨论,可以发现反函数的三要素是由原来函数决定的,当给出的函数确定下来后,其反函数的三要素也就确定下来了,可以简记为“三定”.把这种确定关系具体化,也就是反函数的“反”字体现在什么地方呢?生:反函数的定义域就是原来函数的值域;反函数的值域就是原来函数的定义域;反函数的对应法则就是把原来函数对应法则中x与y的位置互换.师:由此我们可以看到反函数的“反”实际体现为“三反”.在这“三反”中,起决定作用的就是x与y的反置,正是由于它们位置的改变,才把相应取值反置,从而引起另外两“反”.(板书:a.“三定”,b.“三反”)师:从函数概念的角度来看,我们明确了原来函数与其反函数间的关系,当然还可以从其它方面入手进行研究,如:一个函数有没有反函数?若有反函数,它的性质如何?与原来函数的性质有什么关系?通过前面几个例子可以发现,上述问题中,原来函数的性质起着决定性作用,而且反函数的性质也与原来函数的性质相关.由于函数和反函数有如此密切的关系,它已成为进一步研究函数的重要方面.当我们研究某个函数性质时,如果这个函数有反函数,就可以在两者中择其简而研究之,这就增加了函数的研究方法.师:对反函数概念作了较全面认识之后,自然提出这样一个问题:如果一个函数存在反函数,如何去求这个函数的反函数呢?一起看这样二个题目.例1 求的反函数.生:(板书)解 由, 得 所以,所求反函数为(在表述上不规范之处,先暂时不追究,待例2解完之后再一起讲评.)例2 求的反函数.生:(板书)解 由y=得又所以故 .师:下面请同学对两个例题的表述作个评价.生:例2所求的反函数是错误的,应为 (x≥2)师:这和黑板上所得的函数有什么不同吗?生:两个函数的定义域分别是x≥1和x≥2,所以是不同的两个函数.师:为什么是(x≥2)呢?生:因为反函数的定义域应是原来给出函数f(x)的值域,而f(x)的值域应为y≥2,故所求反函数应为 (x≥2).师:说得很好.根据我们对反函数的认识,反函数的定义域就是原来给出函数的值域.所以,要求出反函数的定义域,就必须先求出原来函数的值域.那么例2的求解过程应当怎样调整呢?生:由得,又x≥1,所以.因为的值域为,所以 (x≥2).师:通过刚才的讨论,我们发现并解决了例2反函数的存在问题,同时也注意到求反函数必须明确指出其定义域,以保证结论的正确性.除此之外,还有什么问题吗?生:为什么没有在例1中求原来所给函数的值域呢?师:请同学们针对这个问题讨论一下.生:因为原来所给的函数的值域是y≠0,这和所求出的反函数的定义域是x≠0为结论是一致的,所以没有出错.师:此题出现的这种结论的一致性,应当说是一种偶然,而不是必然.因此,在求反函数的过程中,必须要求出原来所给函数的值域,并且在最后结果中注明反函数的定义域.那么,例1的规范书写过程应如何调整呢?生:(板书)解 由,所以,所求反函数为师:通过刚才对两个具体例子的讨论,能否总结一下求用解析式表达的函数的反函数的基本步骤呢?(板书:2.求反函数的步骤)生:首先从解析式中解出x,其次求出所给函数的值域,最后再改写为习惯的表示形式.师:把这几步用简单的几个字来概括一下:1.反解:即把解析式看作x的方程,求出反函数的解析式;2.互换:既求出所给函数的值域并把它改换为反函数的定义域;3.改写:将函数写成的形式.(板书:1.反解 2.互换 3.改写.)师:下面通过几个练习来看看同学们是否真正理解这三个基本步骤.三、巩固练习练习 求下列函数的反函数1. (由一个学生在黑板上完成.)解 由 x=3 2y-2.又f(x)=23x+3,x∈(-∞,3)的值域为 f(x)∈(-∞,4),所以f-1(x)=32x-2,x∈(-∞,4).2.y=x2-x+1(x≥12)(由一个学生在黑板上完成,两题同时进行,其余学生在笔记本上完成,教师巡视.)解 由 y=x2-x+1,得 x2-x+1-y=0,所以 x=1±4y-32,又 y=x2-x+1(x≥12)的值域为{y|y≥34},所以,f-1(x)1±4x-32(x≥34).(待全体学生完成之后,结合黑板上学生的表述及其它学生解答中出现的问题进行讲评.)师:先看黑板上同学的表述有没有问题,请加以纠正.(一学生在黑板上加以改正)由y=x2-x+1,得 x2-x+1-y=0,所以x=1±4y-32 又x≥12,所以 x=1+4y-32 又y=x2-x+1(x≥12)的值域为{y|y≥34},故所求反函数为y=1+4x-32 (x≥34). 师:经过改正,两个题目在表述上已经没有问题了.下面结合其它同学求解中出现的一些问题,谈几点注意.(1) 求反函数的过程中必有一步是求出原来所给函数的值域.求值域的方法有很多,如果所给函数是常见函数如一次函数、二次函数等,不妨从“形”的角度求值域会比较方便直观.(2) 解关于x的一元二次方程有两个根,必须根据题目所给条件对x进行取舍,保留符合条件的唯一解.(3) 这两个题目在反函数符号的使用上是有区别的,题目给出f(x)这个符号,则反函数可以用f-1(x)来表示,否则只能用文字叙述的形式.四、小结1.反函数是函数中一个重要的概念,它是从研究两个函数关系的角度产生的,因此认识它应从三要素角度进行研究.2.一个函数有没有反函数是由原来给出函数的性质决定的,且反函数的性质也是由原来给出的函数性质决定的.3.求反函数实际上就是办两件事,一是解一个关于自变量x的方程,二是求 一个函数的值域.-反函数的定义

反函数的定义是什么?

反函数公式是x=f ^(-1)(y)。

反函数求法:

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。

反函数性质

(1)函数存在反函数的充要条件是,函数的定义域与值域是一一映射。

(2)一个函数与它的反函数在相应区间上单调性一致。

(3)大部分偶函数不存在反函数(当函数y=f(x),定义域是{0}且f(x)=C(其中C是常数),则函数f(x)是偶函数且有反函数,其反函数的定义域是{C},值域为{0})。

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。若一个奇函数存在反函数,则它的反函数也是奇函数。

什么叫反函数

反函数是:设函数y=f(x)的定义域是D,值域是f(D)。如果对于值域f(D)中的每一个y,在D中有且只有一个x使得g(y)=x,则按此对应法则得到了一个定义在f(D)上的函数,并把该函数称为函数y=f(x)的反函数。-反函数的定义

一般地,如果x与y关于某种对应关系f(x)相对应,y=f(x),则y=f(x)的反函数为x=f-1(y)。存在反函数(默认为单值函数)的条件是原函数必须是一一对应的(不一定是整个数域内的)。注意:上标"−1"指的是函数幂,但不是指数幂。-反函数的定义

反函数的性质:

(1)函数存在反函数的充要条件是,函数的定义域与值域是一一映射。

(2)一个函数与它的反函数在相应区间上单调性一致。

(3)大部分偶函数不存在反函数(当函数y=f(x), 定义域是{0} 且 f(x)=C (其中C是常数),则函数f(x)是偶函数且有反函数,其反函数的定义域是{C},值域为{0} )。

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。若一个奇函数存在反函数,则它的反函数也是奇函数。

(4)一段连续的函数的单调性在对应区间内具有一致性。

(5)严增(减)的函数一定有严格增(减)的反函数。

(6)反函数是相互的且具有唯一性。