張建新
摘 要:在反函數(shù)問題的解題中,若利用原函數(shù)與反函數(shù)的性質(zhì),逆向思維可以很簡便地解決問題。
關(guān)鍵詞:反函數(shù);函數(shù);逆向思維
反函數(shù)問題是高考的考點(diǎn)之一,主要以客觀題的形式出現(xiàn),
考查反函數(shù)的求法以及互為反函數(shù)的圖象間的關(guān)系等問題。在反函數(shù)問題中,先求出反函數(shù)的解析式,再來解決問題屬通性通法,但并不是所有的與反函數(shù)相關(guān)的問題都要求出反函數(shù)。若不求反函數(shù)的解析式,利用函數(shù)與反函數(shù)之間的性質(zhì),采用逆向思維法可迅速、簡便、清晰地處理問題。
例1:設(shè)f(x)=,g(x)=f-1(x+1)的圖像與h(x)的圖像關(guān)于直線y=x對稱,則h(3)的值為( )
A.3 B. C.5 D.
解析:解法1(直接對照法):由y=得x=,
∴f-1(x)= ∴g(x)=f-1(x+1)=
又因?yàn)間(x)與h(x)的圖像關(guān)于直線y=x對稱,∴h(x)是g(x)的反函數(shù).由x=解得h(x)= ∴h(3)==.故選B.
解法2(逆向思維法):設(shè)h(3)=t,則點(diǎn)(3,t)在函數(shù)h(x)的圖像上,由于g(x)與h(x)互為反函數(shù),∴點(diǎn)(t,3)在g(x)的圖像上,點(diǎn)(t+1,3)在f-1的圖像上,∴點(diǎn)(3,t+1)在y=f(x)=的圖像上,∴t+1=,∴t=故選B.
例2設(shè)f(x)=4x-2x+1,則f-1(0)=_____
解析:解法1(直接對照法):令y=4x-2x+1,則22x-2.2x-y=0,∵
2x>0,∴2x=1+,∴x=log2(1+),∴f-1(0)=1.
解法2(圖像法):利用原函數(shù)與它的反函數(shù)圖像之間的關(guān)系,設(shè)f-1(0)=m,則(0,m)是反函數(shù)圖像上的點(diǎn),因此,(m,0)是原函數(shù)圖像上的點(diǎn),得4m-2m+1=0,解得m=1,∴f-1(0)=1.
例3:設(shè)f-1(x)是函數(shù)f(x)=(ax-a-x)(a>1)的反函數(shù),則使f-1(x)>1成立的x的取值范圍是( )
A.(,+∞) B.(-∞,)
C.(,a) D.[a,+∞)
解析:解法1(直接對照法):由f(x)=(ax-a-x)(a>1)得f-1(x)=loga(x+)(x∈R),代入不等式f-1(x)>1,得x+>a,解此不等式得x>.故選A.
解法2(逆向思維法):∵f(x)為增函數(shù),由f-1(x)>1得f[f-1(x)]>f(1)∴x>(a-a-1)=
即x>(a-a-1)=故選A.
例4:函數(shù)y=(x∈(-1,+∞)的圖象與其反函數(shù)的圖像的交點(diǎn)為__________.
解析:解法1(直接對照法):由y=(x>-1)解得x=,由x>-1得x=>-1,解得y<2,∴反函數(shù)為y=(x<2).
由y=(x>-1)
y=(x<2)解得x=0,
y=0.或x=1,
y=1.
∴所求交點(diǎn)為(0,0)和(1,1).
解法2(逆向思維法):由于y=在x∈(-1,+∞)遞增,其圖象與反函數(shù)的圖象關(guān)于直線y=x對稱,并且兩圖象的交點(diǎn)必在直線y=x上.∴由y=,
y=x.解得x=0,
y=0.或x=1,
y=1.
從而兩個(gè)函數(shù)圖象的交點(diǎn)就是(0,0)和(1,1).
反思:比較以上各例的兩種解法可知:先求出反函數(shù)的解析式,再來解決問題,此種解法運(yùn)算量大且費(fèi)時(shí)費(fèi)力,若在解題中利用逆向思維法,充分利用原函數(shù)與其反函數(shù)之間的性質(zhì),將問題靈活轉(zhuǎn)化,可達(dá)到事半功倍效果。
(作者單位 甘肅省臨澤縣第一中學(xué))