从图象求反函数

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 $x$。

反函数关系

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。

引导例题:曲线关系 $f(x)$

利用下面函数 $f$ 的图象求出:

函数 f 的图象
查看解答

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,$f^{-1}(5) = 3$。

f^-1(5) 的视觉解法

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


练习题

第 1 题:一次关系 $g(x)$

求:$g^{-1}(6)$、$g^{-1}(0)$、$g^{-1}(-2)$ 和 $g^{-1}(8)$。

函数 g 的图象
查看解答

a) $g^{-1}(6)$:当 $y = 6$ 时的 x 值为 2。所以,$g^{-1}(6) = 2$。

g^-1 的解法

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

第 2 题:三角函数关系 $h(x)$

求:$h^{-1}(1)$、$h^{-1}(0)$ 和 $h^{-1}(-1)$。

三角函数 h 的图象
查看解答

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

继续学习