题目
设 f(x) = ln x,且函数 phi(x) 的反函数 phi^-1(x) = (2(x+1))/(x-1),则 f[phi(x)]=( )A. ln (x-2)/(x+2)B. ln (x+2)/(x-2)C. ln (2-x)/(x+2)D. ln (x+2)/(2-x)
设 $f(x) = \ln x$,且函数 $\phi(x)$ 的反函数 $\phi^{-1}(x) = \frac{2(x+1)}{x-1}$,则 $f[\phi(x)]=($ $)$
A. $\ln \frac{x-2}{x+2}$
B. $\ln \frac{x+2}{x-2}$
C. $\ln \frac{2-x}{x+2}$
D. $\ln \frac{x+2}{2-x}$
题目解答
答案
B. $\ln \frac{x+2}{x-2}$
解析
考查要点:本题主要考查反函数的求解以及复合函数的运算。关键在于正确求出函数$\phi(x)$的表达式,再将其代入$f(x)=\ln x$中。
解题思路:
- 反函数求解:已知$\phi^{-1}(x)$,需通过解方程得到$\phi(x)$。
- 代入复合函数:将求得的$\phi(x)$代入$f(x)=\ln x$,得到$f[\phi(x)]$。
- 选项匹配:将结果与选项对比,选出正确答案。
破题关键:正确解出$\phi(x)$的表达式,注意反函数的定义和代数变形的准确性。
第一步:求$\phi(x)$
已知$\phi^{-1}(x) = \frac{2(x+1)}{x-1}$,设$y = \phi^{-1}(x)$,即:
$y = \frac{2(x+1)}{x-1}$
解此方程求$x$:
- 两边同乘$(x-1)$:
$y(x-1) = 2(x+1)$ - 展开并整理:
$yx - y = 2x + 2 \implies yx - 2x = y + 2 \implies x(y-2) = y + 2$ - 解得:
$x = \frac{y+2}{y-2}$
因此,$\phi(y) = \frac{y+2}{y-2}$,即$\phi(x) = \frac{x+2}{x-2}$。
第二步:计算$f[\phi(x)]$
将$\phi(x)$代入$f(x)=\ln x$:
$f[\phi(x)] = \ln\left( \frac{x+2}{x-2} \right)$
第三步:匹配选项
结果与选项B完全一致:
$\text{B. } \ln \frac{x+2}{x-2}$