怎么推导反函数公式,这个反函数的公式是怎么理解的……

发布时间:2020-07-09 13:04:31

怎么推导反函数公式,这个反函数的公式是怎么理解的……

网友回答

令f^-1=g
  则f(f^-1(x))=f(g(x))
  举个例子:函数y=f(x)=2x,即x=f^-1(y)=y/2=g(y)
  所以f(f^-1(x))=f(g(x))=f(x/2)=2(x/2)=x

网友回答

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。
  设函数y=f(x)的定义域是D,值域是f(D)。如果对于值域f(D)中的每一个y,在D中有且只有一个y使得g(y)=x,则按此对应法则得到了一个定义在f(D)上的函数,并把该函数称为函数y=f(x)的反函数,记为  由该定义可以很快得出函数f的定义域D和值域f(D)恰好就是反函数f-1的值域和定义域,并且f-1的反函数就是f,也就是说,函数f和f-1互为反函数,即:  
  反函数与原函数的复合函数等于x,即:        
  习惯上我们用x来表示自变量,用y来表示因变量,于是函数y=f(x)的反函数通常写成
  。
  例如,函数
  的反函数是
  。
  相对于反函数y=f-1(x)来说,原来的函数y=f(x)称为直接函数。反函数和直接函数的图像关于直线y=x对称。这是因为,如果设(a,b)是y=f(x)的图像上任意一点,即b=f(a)。根据反函数的定义,有a=f-1(b),即点(b,a)在反函数y=f-1(x)的图像上。而点(a,b)和(b,a)关于直线y=x对称,由(a,b)的任意性可知f和f-1关于y=x对称。
  于是我们可以知道,如果两个函数的图像关于y=x对称,那么这两个函数互为反函数。这也可以看做是反函数的一个几何定义。
  在微积分里,f (n)(x)是用来指f的n次微分的。
  若一函数有反函数,此函数便称为可逆的(invertible)。
  一函数f若要是一明确的反函数,它必须是一双射函数,即:
  (单射)陪域上的每一元素都必须只被f映射到一次:不然其反函数将必须将元素映射到超过一个的值上去。
  (满射)陪域上的每一元素都必须被f映射到:不然将没有办法对某些元素定义f的反函数。
  若f为一实变函数,则若f有一明确反函数,它必通过水平线测试,即一放在f图上的水平线
  请点击输入图片描述
  必对所有实数k,通过且只通过一次。[1] 
  反函数存在定理
  定理:严格单调函数必定有严格单调的反函数,并且二者单调性相同。
  在证明这个定理之前先介绍函数的严格单调性。
  设y=f(x)的定义域为D,值域为f(D)。如果对D中任意两点x1和x2,当x1<x2时,有y1<y2,则称y=f(x)在D上严格单调递增;当x1<x2时,有y1>y2,则称y=f(x)在D上严格单调递减。
  证明:设f在D上严格单增,对任一y∈f(D),有x∈D使f(x)=y。
  而由于f的严格单增性,对D中任一x'<x,都有y'<y;任一x''>x,都有y''>y。总之能使f(x)=y的x只有一个,根据反函数的定义,f存在反函数f-1。
  任取f(D)中的两点y1和y2,设y1<y2。而因为f存在反函数f-1,所以有x1=f-1(y1),x2=f-1(y2),且x1、x2∈D。
  若此时x1≥x2,根据f的严格单增性,有y1≥y2,这和我们假设的y1<y2矛盾。
  因此x1<x2,即当y1<y2时,有f-1(y1)<f-1(y2)。这就证明了反函数f-1也是严格单增的。
  如果f在D上严格单减,证明类似。
  希望我能帮助你解疑释惑。
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