反函数与原函数的关系

文/悲与喜

反函数与原函数的关系:反函数的定义域与值域分别是原来函数的值域与定义域;函数的反函数,本身也是一个函数;偶函数必无反函数;奇函数如果有反函数,其反函数也是奇函数。

什么是原函数

已知函数f(x)是一个定义在某区间的函数,如果存在可导函数F(x),使得在该区间内的任一点都有dF(x)=f(x)dx,则在该区间内就称函数F(x)为函数f(x)的原函数。

例如:sinx是cosx的原函数。

什么是反函数

一般来说,设函数y=f(x)(x∈A)的值域是C,若找得到一个函数g(y)在每一处g(y)都等于x,这样的函数x=g(y)(y∈C)叫做函数y=f(x)(x∈A)的反函数,记作y=f^-1(x)。反函数y=f^-1(x)的定义域、值域分别是函数y=f(x)的值域、定义域。最具有代表性的反函数就是对数函数与指数函数。

一般地,如果x与y关于某种对应关系f(x)相对应,y=f(x),则y=f(x)的反函数为x=f(y)或者y=f^-1(x)。存在反函数(默认为单值函数)的条件是原函数必须是一一对应的(不一定是整个数域内的)。注意:上标"−1"指的是函数幂,但不是指数幂。

反函数与原来函数关系

①函数的反函数,本身也是一个函数,由反函数的定义,原来函数也是其反函数的反函数,故函数的原来函数与反函数互称为反函数。

②反函数的定义域与值域分别是原来函数的值域与定义域。

③只有确定函数的映射是一一映射的函数才存在反函数,由此得出下面4点:

④偶函数必无反函数。

⑤单调函数必有反函数。

⑥奇函数如果有反函数,其反函数也是奇函数。

⑦原函数与其反函数在他们各自的定义域上单调性相同。

⑧互为反函数的图象间的关系。

函数y=f(x)的图象和它的反函数y=f-1(x)的图象关于直线y=x对称,关于这一关系的理解要注意以下三点:

i)函数y=f(x)与y=f-1(x)的图象关于直线y=x对称,这个结论是在坐标系中横坐标轴为x轴,纵坐标轴为y轴,而且横坐标轴与纵坐标轴的单位长度一致的前提下得出的;

ii)(a,b)在y=f(x)的图象上<=>(b,a)在y=f-1(x)的图象上;

iii)若y=f(x)存在反函数y=f-1(x),则函数y=f(x)的图象关于直线y=x对称的充分必要条件为f(x)=f-1(x),即原、反函数的解析式相同。

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