求一个函数的逆函数通常遵循以下步骤:
从原函数式子中解出x
将原函数中的x用y表示出来。这一步是求逆函数的关键,需要确保解出的x是关于y的表达式。
对换x, y
将原函数中的x和y互换位置,得到一个新的方程,此时原来的x变成了新方程中的y,原来的y变成了新方程中的x。
标明反函数的定义域
确定反函数的定义域。由于原函数和逆函数中的x和y位置互换,原函数的定义域将成为逆函数的值域,原函数的值域将成为逆函数的定义域。特别需要注意的是,如果原函数在某些区间内不是单调的,那么其反函数可能不存在。
示例
假设我们要求函数 \( y = \sqrt{1 - x} \) 的逆函数。
从原函数式子中解出x
\[
y = \sqrt{1 - x}
\]
两边平方,得到:
\[
y^2 = 1 - x
\]
解出x:
\[
x = 1 - y^2
\]
对换x, y
原函数中,x是根号下的表达式,y是根号的结果;
对换后,x = 1 - y²,y = 1 - x²。
标明反函数的定义域
原函数中,y的定义域是y≥0,因此反函数中x的定义域是x≥0。
所以,函数 \( y = \sqrt{1 - x} \) 的逆函数是:
\[
y = 1 - x^2 \quad (x \geq 0)
\]
注意事项
唯一性:原函数必须具有唯一性,否则无法求解反函数。
单调性:如果原函数是单调的,则其反函数存在;否则,反函数可能不存在。
水平线测试:反函数必须满足水平线测试,即对于反函数中的每一个y值,原函数中必须有且仅有一个x值与之对应。