广东中山市中山纪念中学 沈伟忠 (邮编:528454)
已知f(x) = 2x + 3 ,函数y = g(x)的图象与y=f -1(x + 1)的图象x - 1
关于直线 y=x 对称,则 g(3)等于( )
(A)3 (B)7/2 (C)9/2 (D)11/3。
甲解:∵f(x) = 2x + 3 ,且由已知得y = g(x)与y=f -1(x+1)互为
x - 1
反函数,
故 g(3)=11/3。选(D)。
乙解:∵g(x)与f -1(x + 1)关于y = x对称,
∴g(x)与f -1(x+1)互为反函数。
又∵f -1(x+1)是f(x)的反函数,
2x + 3
∴f(x) = g(x) =
x - 1 ,
2×3 + 3 9
故g(3) = f(3) =
3 - 1 = 2 。选(C)。
丙解:∵f(x) = 2x + 3 ,
x - 1
∴f -1(x) = x + 3 ,f -1(x+1) = x + 4 ,
x - 2 x - 1
由已知条件知g(x)与f -1(x + 1)互为反函数,
令y = x + 4 ,由求反函数方法得
x - 1
f -1(x+1)的反函数为g(x) = x + 4 ,故g(3) = 7 。选(B)。
x - 1 2
以上三种不同解法得到三种不同的结果,我们分析求解过程可知,导致结果不同的根本原因是:f -1(x+1)与f(x + 1)是否互为反函数。丙的解法是正确的,他们认为 f(x+1)的反函数不是 f-1(x+1),而是 y=
x + 4
x − 1 。下面我们从三个方面加以分析(以下分析中假定反函数存在):
- 从函数三要素的核心——对应法则上看:
f(x+1)与f -1(x + 1)对应法则并不互逆。因为f(x+1)是复合函数
,其对应法则不仅与外函数对应法则 f 有关,而且与内函数 u(x)=x+1 的对应法则有关。而互为反函数的两个函数的对应法则一定互逆,因此,
f -1(x+1)不是f(x + 1)的反函数。
-
从求解反函数过程上看:若设y = f(x + 1),则f -1(y) = x + 1,x = f
-1(y) - 1,将x、y互换即得y = f(x + 1)的反函数为y = f -1(x) - 1,此函数与f -1(x+1)显然不同。
-
从图象变换过程上看:y=f(x+1)的反函数可由 y=f(x)经过如下
变换而得:y=f(x y=f(x+1) y=f(x+1) 的反函数(*)
而y = f -1(x+1)的图象可由y=f(x)经过如下变换而得:
法(一):y=f(x) y= (x) y=
(x+1)的图象。
法(二)y=f(x) y=f(x)-1 y=
(x+1)的图象
尤其是法(二)与变换过程(*)比较,有明显不同,所得结果显然不同。
从以上三个方面我们可以得出y = f(x + 1)的反函数不是y = f -1(x+1
)。
那么,一般情况下,函数y = f[g(x)]和函数y = f -1[g(x)]究竟分别
与谁互为反函数呢?假若所需要的反函数均存在,我们可作如下求解:
y = f[g(x)]→f -1(y) = g(x)→g -1[f - 1(y)] = x, 故y = f[g(x)]的反函数是y=g-1[f -1(x)]。
y = f -1[g(x)]→f(x) = g(x)→g-1[f(y)] = x, 故y = f -1[g(x)]的反函数是y=g-1[f(x)]。
从上述求解中,不难发现:求反函数的过程实质上体现了一种非常重要
的数学思想——函数与方程思想。