题目
求y= ) (x)^2 (-1leqslant xlt 0) ln x (0lt xleqslant 1) 2(e)^x-1 (1lt xleqslant 2) .的反函数及其定义域.
求
的反函数及其定义域.
题目解答
答案
当
时,
则
,
当
时,
则
当
时,
则

则其反函数为
,定义域为
综上所述,函数的反函数为
,定义域为
解析
考查要点:本题主要考查分段函数反函数的求解方法,以及反函数定义域的确定。关键在于分段处理原函数的各部分,分别求出对应的反函数,并确定每个反函数的定义域(即原函数对应分段的值域)。
解题思路:
- 分段分析:将原函数分为三个区间,分别处理每个区间的单调性,确保存在反函数。
- 求反函数:对每个分段解方程 $y = f(x)$,用 $y$ 表示 $x$,并注意原区间对 $x$ 的限制。
- 确定定义域:反函数的定义域是原函数对应分段的值域,需结合原函数的取值范围推导。
破题关键:
- 原函数分段区间修正:题目中第一个分段 $1 \leqslant x < 0$ 实际应为 $-1 \leqslant x < 0$(否则区间为空)。
- 单调性判断:每个分段在修正后的区间内均为严格单调,保证反函数存在。
第1段:$-1 \leqslant x < 0$,$y = x^2$
- 求反函数:
由 $y = x^2$ 得 $x = \pm \sqrt{y}$,但原区间 $x < 0$,故取负根:
$x = -\sqrt{y}.$ - 确定定义域:
当 $x \in [-1, 0)$ 时,$y = x^2 \in (0, 1]$,故反函数定义域为 $0 < x \leqslant 1$。
第2段:$0 < x \leqslant 1$,$y = \ln x$
- 求反函数:
由 $y = \ln x$ 得 $x = e^y$。 - 确定定义域:
当 $x \in (0, 1]$ 时,$y = \ln x \in (-\infty, 0]$,故反函数定义域为 $x \leqslant 0$。
第3段:$1 < x \leqslant 2$,$y = 2e^{x-1}$
- 求反函数:
由 $y = 2e^{x-1}$ 得 $x - 1 = \ln \frac{y}{2}$,即:
$x = 1 + \ln \frac{y}{2}.$ - 确定定义域:
当 $x \in (1, 2]$ 时,$y = 2e^{x-1} \in (2, 2e]$,故反函数定义域为 $2 < x \leqslant 2e$。