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求反函数的步骤是什么?

发布日期:2025-04-14

求反函数一般可以按以下步骤进行:

1. 确定原函数的值域

原函数的值域就是其反函数的定义域。这一步很关键,因为反函数的定义域必须与原函数的值域一致。例如对于函数y=2x+1y = 2x + 1xRx\in R,由于xx可以取任意实数,那么y=2x+1y = 2x + 1也可以取任意实数,所以原函数的值域是RR

2. 从原函数y=f(x)y = f(x)中解出xx

y=f(x)y = f(x)看成关于xx的方程,通过一系列的代数运算求解xx,用yy来表示xx。例如对于y=2x+1y = 2x + 1,求解xx的过程如下:

首先将式子变形为y1=2xy - 1 = 2x

然后两边同时除以22,得到x=y12x=\frac{y - 1}{2}

3. 互换xxyy

将上一步得到的xx关于yy的表达式中的xxyy互换位置,得到y=f1(x)y = f^{-1}(x)的形式。对于x=y12x=\frac{y - 1}{2},互换xxyy后,就得到反函数y=x12y=\frac{x - 1}{2}

4. 注明反函数的定义域

根据第一步确定的原函数的值域,写出反函数的定义域。对于y=x12y=\frac{x - 1}{2},由于原函数y=2x+1y = 2x + 1的值域是RR,所以反函数y=x12y=\frac{x - 1}{2}的定义域也是RR

例如求y=x2(x0)y = x^{2}(x\geq0)的反函数:

确定原函数的值域:因为x0x\geq0,那么y=x20y = x^{2}\geq0,所以原函数的值域是[0,+)[0, +\infty),这也就是反函数的定义域。

解出xx:由y=x2(x0)y = x^{2}(x\geq0),可得x=yx = \sqrt{y}

(因为x0x\geq0,所以舍去x=yx = -\sqrt{y}

)。

互换xxyy:得到y=xy = \sqrt{x}

注明反函数的定义域:反函数y=xy = \sqrt{x}

的定义域是[0,+)[0, +\infty)

综上,求反函数需要先确定原函数值域,再解出xx,互换xxyy,最后注明反函数定义域。

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