本题导读
本题核心考查反函数的求解方法。解题关键在于“双步走”:第一步是通过对数与指数的互化关系,反解出以 表示 的代数式;第二步是求出原函数的值域,将其作为反函数的定义域,最后进行自变量字母的常规对调。
📌【题干】
Question
(2003年辽宁卷) 函数 , 的反函数为()
A. , B. ,
C. , D. ,
🔍【思路分析】
破题导航
反解自变量 :利用自然对数与底数为 的指数函数互逆关系,将 转化为 ,然后通过交叉相乘、合并同类项,反解出 关于 的表达式。
确定反函数的定义域:反函数的定义域即为原函数的值域。已知原函数自变量 ,分析真数部分 的取值范围,进而确定对数函数值 的取值区间。
字母对调归纳:将反解出的表达式中的 与 互换,并附带上步求得的定义域区间。
✅【答案】
Success
B
✍【详细解析】
Abstract
第一步:反解自变量 由原函数方程:
根据对数的定义,将其转化为指数式:
两边同时乘以 :
将所有含 的项移到方程左边,其余项移到右边:
提取公因式 :
由此反解出 :
第二步:求原函数的值域(即反函数的定义域) 已知原函数的定义域为 。 分析真数部分的分式结构:
因为 ,所以 ,从而有 。 则真数部分的取值范围为:
由于自然对数函数 在 上单调递增,当 时: 即原函数的值域为 。
第三步:互换字母得出结论 将第一步得到的 中的 与 互换,并将原函数的值域作为其定义域,得到反函数为:
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:反函数的标准代数求解流程,对数与指数方程的互化变形,分式变形求函数值域。
- 核心方法:反解法。
- 避坑指南:
极易忽略求反函数必须写出其定义域的硬性规范,如果不算值域,在 A、B 与 C、D 之间将无法进行有效甄别。
在求真数 的范围时,避免盲目代入特殊值,采用 的常数分离法最为严谨。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源: 本题属于函数板块中经典的常规反函数求解题,直接考查教材中反函数存在性、定义域与值域对偶互换等核心代数基本功。
- 结论推广: 在高等数学中,本题反函数解析式右侧的结构 通过分子分母同除以 ,可以改写为: 这属于双曲余切函数。而原函数则对应着反双曲余切函数的分式展开形态。双曲函数家族在非欧几何、狭义相对论的速度坐标系复合运算中具有广泛的应用。
🔗【关联脉络】
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