§2.4.1反函数的概念及求法
[教学目的]
使学生了解反函数的概念和表示法,会求一个函数的反函数[重点难点]
反函数的定义和求法.[教学设想]1.教法:讲授法;
2.学法:启发学生观察、思考、分析和讨论;3.课时:1课时. [教学过程]一、复习引入
⒈复习:⑴函数的定义(近代定义和传统定义);⑵求下列函数的定义域和值域:①y=x+2;⑤y=(x+2)/(2x-1).
答案:①x∈R,y≥1;②x∈R,y∈R;③x≠1/3,y≠0;④x≥0,y≥2;⑤x≠1/2,y≠1/2.
⒉引入:我们知道,物体作匀速直线运动的位移(常量)确定物体作匀速直线运动的时间,即
s是时间t的函数,即s=vt,
s和速度v
其中速度v是常量,定义域t≥0,值域s≥0;反过来,也可以由位移时间t是位移s的函数,定义域s≥0,值域t≥0.
又如,在函数y=2x+6中,x是自变量,y是x的函数,定义域x∈R,值域y∈R.我们从函数y=2x+6中解出x,就可以得到式子x=y/2-3.中任何一个值,通过式子
综合上述,我们由函数
这样,对于y在R
x=y/2-3,x在R中都有唯一的值和它对应.因此,它s=vt得出了函数t=s/v;由函数y=2x+6得出了函数
y=x+1;②y=2x-3;③y=5/(3x-1);
2
.
④
t=s/v,这时,位移s是自变量,
也确定了一个函数:y为自变量,x为y的函数,定义域是y∈R,值域是x∈R.x=y/2-3,不难看出,这两对函数中,每一对中两函数之间都存在着必然的联系:⑴它们的对应法则是互逆的;⑵它们的定义域和值域相反:即前者的值域是后者的定义域,而前者的定义域是后者的值域数.今天我们就来学习这种函数.
.我们称这样的每一对函数是互为反函
二、学习、讲解新课⒈反函数的定义
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).的函数,这样的函数x=f(y).
-1
-1
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=
-1
x=(y)就表示y是自变量,x是自变量y
y=f(x)(x∈A)的反函数,记作
y=f(x)的值域、定义域.x=f(y)中的字母x,y,
-1
(y)(y∈C)叫做函数
反函数y=f(x)的定义域、值域分别是函数
说明:⑴在函数x=f(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把它改写成y=f(x),今后凡无特别说明,函数改写的形式.
⑵反函数也是函数,因为它符合函数的定义
-1
-1
y=f(x)的反函数都采用这种经过.从反函数的定义可知,对于任y=f(x)有反函数y=f(x),那
-1
-1
意一个函数y=f(x)来说,不一定有反函数,若函数函数.
么函数y=f(x)的反函数就是y=f(x),这就是说,函数y=f(x)与y=f(x)互为反
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(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(x)的值域;函数y=f(x)的值域正好是它的反函数下表):
函数y=f(x)
定义域值域
AC
反函数y=f(x)
CA
-1
-1-1
y=f(x)的定义域(如
-1
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所确定的函数x=f(x)就叫做函数y=f(x)的反函数.反函数x=f(x)的定义域、值域分别是函数
开始的两个例子:s=vt记为f(t)=vt,
-1
-1
-1
y=f(x)的值域、定义域.则它的反函数就可以写为
-1
f(t)=t/v
-1
,
同样y=2x+6记为f(x)=2x+6,则它的反函数为:f(x)=x/2-3.
⒉反函数的求法
由前边的例子和反函数的定义不难看出,
欲求函数y=f(x)的反函数,可按下
列步骤进行:
①确定函数y=f(x)的定义域和值域;
②视y=f(x)为关于x的方程,解方程得x=f(y);③互换x,y得反函数的解析式y=f(x);④写出反函数的定义域(原函数的值域)例1(P66例1)求下列函数的反函数:⑴ y=3x-1(x∈R);⑵ y=x+1(x∈R);⑶ y=⑷ y=(2x+3)/(x-1)(x∈R)的反函数是y=(x+1)/3
∈R,且x≠1).
③∴函数y=3x-1(x
,④所求反函数的定义域是
-1
3
-1
-1
.
x+1(x≥0);
解:⑴①∵x∈R,∴y∈R.②由y=3x-1解得x=(y+1)/3,x∈R;(若给出f(x)=3x-1,则得f(x)=(x+1)/3(x
3
∈R))
3
⑵①∵x∈R,∴y∈R.②由y=x+1解得x=3y1,③④∴函数y=x+1(x∈R)的反函数是y=f(x)=
-1
-1
3
x1 (x∈R);
2
2
⑶①∵x≥0,∴y≥1.②由y=x+1解得x=(y-1),③④∴函数y=x+1(x≥0)的反函数是y=f(x)=(x-1)x=(y+3)/(y-2),
-1
(x≥1);
解得
∈R,且x≠1)的反函数是
书写时③④两
⑷①∵x∈{x∈R|x≠1},∴y∈{y∈R|y≠2}.②由y=(2x+3)/(x-1)
③④∴函数y=(2x+3)/(x-1)(x
∈R,且x≠2).
y=f(x)=(x+3)/(x-2) (x
说明:⑴求函数y=f(x)的反函数的一般步骤就是上述的四步,步可并作一步,以后熟悉了,具体的步骤可省略不写.
⑵反函数的定义域不是看反函数的解析式得到的,而是求原来函数的值域而得反函数的定义域,这一点绝不能混淆2
例2(补充)求函数y=
xx
1(x1(x
2
.
的反函数.
0)
0)
解:当x≥0时,y≥1,由y=x+1得x=y1 ( y≥1);当x<0时,y<1,由y=x+1得x=y-1(y<1).
将x,y对换得y=f(x)=
-1
x1(x
1)
1)
x1(x
.
.
说明:求分段函数的反函数,应分别求出各段的反函数,再合成⒊目标检测
课本P68练习:1—4.
答案:⒈y=-x/2+3/2(x∈R);⒉y=-2/x (x∈R,且x≠0);
⒊y=x(x≥0);⒋y=5x/(1-3x) (x三、小结⒈反函数的定义
由反函数的定义可以看出:对于∈A),由此可知,只有确定函数图象看,应当是单调的.
-1
∈R,且x≠1/3)
y取C中任一值都可以得到唯一的x值(x;由函数
y=f(x)的映射是一一映射才能有反函数
-1
⒉y=f(x)的反函数是y=f(x),反之,y=f(x)的反函数是y=f(x),它们互为反函数,它们的定义域、值域相反,对应法则互逆
⒊求函数y=f(x)的反函数的一般步骤是:①确定函数y=f(x)的定义域和值域;
②视y=f(x)为关于x的方程,解方程得x=f(y);③互换x,y得反函数的解析式y=f(x);④写出反函数的定义域(原函数的值域)
.
.
⒋求分段函数的反函数,应分别求出各段的反函数,再合成四、布置作业
(一)复习:课本内容,熟悉巩固有关概念和方法(二)书面:课本P68习题2.4:1⑴-⑻.答案:⑴y=-x/4+3/4(x∈R);⑵y=3x⑷y=(3x-1)/(1-x)(x⑹y=(3x+1)/(5x-4)(x⑻y=x/2+2(x≥0).
(三)思考题:设函数y=f(x)的反函数为y=g(x),求y=f(-x)的反函数.解:在函数y=f(-x)中,x为自变量,y为函数,且由题意知-x=f(y),x=-f(y),∴y=f(-x)的反函数为y=-f数为y=-g(x).
(四)预习:
-1
-1
-1
-1
2
-1
-1
.
.
4(x∈R);⑶y=-≠2/5);
3
x(x≥0);
≠1);⑸y=-(x+3)/(5x-2)(x
≠4/5);⑺y=2(x-1)+1(x∈R);
∴
(x),又∵g(x)=f(x),∴y=f(-x)的反函