题目
在什么条件下,函数 =dfrac (ax+b)(cx+d)的反函数就是它本身?
在什么条件下,函数
的反函数就是它本身?
的反函数就是它本身?
题目解答
答案
函数
的反函数就是它本身
函数的图象关于
对称
点
也在图象上
代入,整理得
且
且
,
,
1.
,
,图象过原点,关于
对称;
2.
,
;
3.
,
的反函数就是它本身
函数的图象关于
对称
点
也在图象上
代入,整理得
且
且
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1.
,
,图象过原点,关于
对称;
2.
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3.
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解析
关键思路:函数与其反函数相等的条件是函数图像关于直线$y=x$对称。对于分式函数$y=\dfrac{ax+b}{cx+d}$,需通过求反函数并与原函数比较,推导参数$a,b,c,d$的关系。
核心步骤:
- 求反函数:将原函数表达式中的$x$和$y$互换,解出$y$。
- 等式比较:令反函数等于原函数,整理方程后比较系数。
- 分类讨论:根据分母参数$c$是否为零,分情况讨论参数关系。
求反函数
原函数为$y=\dfrac{ax+b}{cx+d}$,交换$x$和$y$得:
$x = \dfrac{ay + b}{cy + d}$
解得反函数:
$y = \dfrac{-dx + b}{cx - a}$
令反函数等于原函数
比较原函数与反函数:
$\dfrac{ax + b}{cx + d} = \dfrac{-dx + b}{cx - a}$
交叉相乘并整理得:
$(ax + b)(cx - a) = (-dx + b)(cx + d)$
展开后比较系数,得到以下条件:
- 二次项系数:$ac = -cd \implies a = -d$(若$c \neq 0$)。
- 一次项系数:$-a^2 + bc = -d^2 + bc \implies a^2 = d^2$,结合$a = -d$,自动成立。
- 常数项:$-ab = bd \implies b(a + d) = 0$,若$a = -d$,则$b$可任意;若$a = d$,则$b = 0$。
分情况讨论
- 当$c \neq 0$时:必须满足$a = -d$,此时$b$任意。
- 当$c = 0$时:
- 若$d = -a$(即$a = -d$),则原函数为线性函数$y = -x - \dfrac{b}{a}$,反函数与原函数相同。
- 若$d = a$,则必须$b = 0$,此时原函数为$y = x$。