题目
46.(2020·河南)已知f(1+x)=arctanx,f[g(x)]=x-2,则g(x+2)=_
46.(2020·河南)已知f(1+x)=arctanx,f[g(x)]=x-2,则g(x+2)=_
题目解答
答案
设 $ t = 1 + x $,则 $ f(t) = \arctan(t - 1) $,即 $ f(x) = \arctan(x - 1) $。
由 $ f[g(x)] = x - 2 $,得 $ \arctan[g(x) - 1] = x - 2 $。
取正切得 $ g(x) - 1 = \tan(x - 2) $,解得 $ g(x) = \tan(x - 2) + 1 $。
代入 $ x+2 $ 得 $ g(x+2) = \tan x + 1 $。
答案:$\boxed{\tan x + 1}$
解析
考查要点:本题主要考查函数的复合与反函数的应用,需要学生掌握函数的定义、变量替换以及反三角函数与三角函数的互化关系。
解题核心思路:
- 确定函数$f(x)$的表达式:通过变量替换,将已知条件$f(1+x)=\arctan x$转化为关于$t$的表达式,从而得到$f(x)$的一般形式。
- 解方程求$g(x)$:利用$f[g(x)]=x-2$,将$f(x)$的表达式代入,通过取正切操作解出$g(x)$。
- 代数替换求$g(x+2)$:将$x$替换为$x+2$,得到最终结果。
破题关键点:
- 变量替换:设$t=1+x$,将$f(1+x)$转化为$f(t)$,从而明确$f(x)$的表达式。
- 反函数应用:利用$\arctan$和$\tan$互为反函数的关系,将方程转化为代数表达式。
- 代数替换:注意替换变量时的符号和运算顺序。
步骤1:确定$f(x)$的表达式
设$t = 1 + x$,则$x = t - 1$。代入已知条件$f(1+x) = \arctan x$,得:
$f(t) = \arctan(t - 1)$
因此,函数$f(x)$的表达式为:
$f(x) = \arctan(x - 1)$
步骤2:解方程求$g(x)$
根据条件$f[g(x)] = x - 2$,将$f(x)$的表达式代入:
$\arctan(g(x) - 1) = x - 2$
对等式两边取正切,利用$\tan(\arctan y) = y$,得:
$g(x) - 1 = \tan(x - 2)$
解得:
$g(x) = \tan(x - 2) + 1$
步骤3:求$g(x+2)$
将$x$替换为$x+2$,代入$g(x)$的表达式:
$g(x+2) = \tan((x+2) - 2) + 1 = \tan x + 1$