题目
真题10 函数y=(2^x)/(2^x)+1的反函数为____.
真题10 函数$y=\frac{2^{x}}{2^{x}+1}$的反函数为____.
题目解答
答案
由原函数 $ y = \frac{2^x}{2^x + 1} $,解得
\[ y(2^x + 1) = 2^x \implies 2^x = \frac{y}{1 - y} \quad (0 < y < 1) \]
取对数得
\[ x = \log_2 \left( \frac{y}{1 - y} \right) \]
交换 $ x $ 和 $ y $ 得反函数
\[ \boxed{y = \log_2 \left( \frac{x}{1 - x} \right), \quad 0 < x < 1} \]
解析
考查要点:本题主要考查反函数的概念及求法,涉及指数方程与对数的转换。
解题核心思路:
- 将原函数表达式中的$x$用$y$表示,通过代数变形解出$x$的表达式。
- 交换$x$和$y$,得到反函数的表达式。
- 确定反函数的定义域,即原函数的值域。
破题关键点:
- 分离变量:通过移项将含有$2^x$的项集中,解出$2^x$的表达式。
- 取对数:利用对数与指数的互逆关系,将指数方程转化为线性表达式。
- 定义域推导:根据原函数的值域确定反函数的定义域。
步骤1:从原函数出发,解出$2^x$
原函数为$y = \frac{2^x}{2^x + 1}$,两边同乘分母得:
$y(2^x + 1) = 2^x$
展开后整理:
$y \cdot 2^x + y = 2^x$
将含$2^x$的项移到左边:
$y \cdot 2^x - 2^x = -y$
提取公因式$2^x$:
$2^x (y - 1) = -y$
解得:
$2^x = \frac{y}{1 - y} \quad (0 < y < 1)$
步骤2:取对数解出$x$
对等式两边取以$2$为底的对数:
$x = \log_2 \left( \frac{y}{1 - y} \right)$
步骤3:交换$x$和$y$得到反函数
将$x$和$y$互换,得到反函数:
$y = \log_2 \left( \frac{x}{1 - x} \right)$
原函数的值域为$0 < y < 1$,因此反函数的定义域为$0 < x < 1$。