图象解释与分步解答习题
从图象中求反函数的值是一个可视化的过程。它依赖于一个基本属性:如果原函数将 $x$ 映射到 $y$,则反函数将 $y$ 映射回 $x$。
如果 $f$ 是一个函数,$f^{-1}$ 是其反函数,它们的关系定义为:
\[ f(a) = b \iff a = f^{-1}(b) \]视觉策略:要寻找 $f^{-1}(b)$,你实际上是在寻找产生 $y$ 值为 $b$ 的 $x$ 值。
利用下面函数 $f$ 的图象求出:
a) $f^{-1}(5)$:在 y 轴上定位 $y = 5$。水平移动到图象,然后向下移动到 x 轴。我们发现 $x = 3$。因此,$f^{-1}(5) = 3$。
b) $f^{-1}(0)$:当 $y = 0$ 时,图象处于 $x = 2$ 处。因此,$f^{-1}(0) = 2$。
c) $f^{-1}(-3)$:当 $y = -3$ 时,图象处于 $x = 1$ 处。因此,$f^{-1}(-3) = 1$。
d) $f^{-1}(-4)$:当 $y = -4$ 时,图象处于 $x = 0$ 处。因此,$f^{-1}(-4) = 0$。
e) $f^{-1}(-5)$:图象没有达到 $y = -5$。该值无定义。
求:$g^{-1}(6)$、$g^{-1}(0)$、$g^{-1}(-2)$ 和 $g^{-1}(8)$。
a) $g^{-1}(6)$:当 $y = 6$ 时的 x 值为 2。所以,$g^{-1}(6) = 2$。
b) $g^{-1}(0)$:图象在 $x = -1$ 处与 x 轴相交($y=0$)。所以,$g^{-1}(0) = -1$。
c) $g^{-1}(-2)$:当 $y = -2$ 时,图象处于 $x = -2$ 处。所以,$g^{-1}(-2) = -2$。
d) $g^{-1}(8)$:图象的最大高度为 $y = 6$。因此,$g^{-1}(8)$ 无定义。
求:$h^{-1}(1)$、$h^{-1}(0)$ 和 $h^{-1}(-1)$。
a) $h^{-1}(1)$:当 $x = 0$ 时,图象的高度为 1。所以,$h^{-1}(1) = 0$。
b) $h^{-1}(0)$:图象在 $x = \pi/2$ 处穿过 $y=0$。所以,$h^{-1}(0) = \pi/2$。
c) $h^{-1}(-1)$:图象在 $x = \pi$ 处达到 $-1$。所以,$h^{-1}(-1) = \pi$。
d) $h^{-1}(2)$:最大 y 值为 1。因此,$h^{-1}(2)$ 无定义。