求一个函数的反函数通常遵循以下步骤:
确定原函数的定义域和值域
原函数的定义域是其自变量x的取值范围,值域是因变量y的取值范围。
从原函数式子中解出x
将原函数y=f(x)中的x用y表示出来。这一步需要将方程进行变换,使得x成为y的函数。
对换x和y的位置
将解出的x和y互换,得到y=g(x)的形式,这就是反函数的初步形式。
确定反函数的定义域
反函数的定义域是原函数的值域。因为原函数的值域中的每一个y值,在反函数中都有唯一的x值与之对应。
检查反函数的单调性
如果原函数是单调的(即在整个定义域内单调递增或单调递减),那么其反函数也是单调的,并且存在。
验证反函数
将反函数代入原函数,验证其是否满足反函数的定义,即f(f^(-1)(x)) = x 和 f^(-1)(f(x)) = x。
示例
假设我们要求函数y=√(1-x)的反函数。
确定原函数的定义域和值域
原函数y=√(1-x)中,1-x≥0,所以x≤1。因此,原函数的定义域是(-∞, 1],值域是[0, +∞)。
从原函数式子中解出x
y²=1-x
x=1-y²
对换x和y的位置
y=1-x²
确定反函数的定义域
反函数的定义域是原函数的值域,即[0, +∞)。
检查反函数的单调性
反函数y=1-x²在定义域[0, +∞)上是单调递减的,因此存在。
验证反函数
将反函数y=1-x²代入原函数,得到√(1-(1-x²))=x,验证通过。
因此,函数y=√(1-x)的反函数是y=1-x²,定义域为[0, +∞)。
总结
求反函数的关键在于将原函数中的x用y表示出来,然后对换x和y的位置,并确定反函数的定义域。如果原函数是单调的,这个过程是可行的,并且可以得到一个有效的反函数。