本题导读
本题考查反函数的定义与求法,以及指数与对数的互化。
📌【题干】
Question
(2004年天津卷(理)) 函数 的反函数是 ()
A. B.
C. D.
🔍【思路分析】
破题导航
- 求原函数的值域:根据 推导 的范围,进而确定底数为 3 的指数型函数 的取值范围,该范围即为反函数的定义域。
- 反解自变量 :利用对数定义将 转化为以 3 为底的对数式,孤立 。
- 确定开方后的符号:结合原函数定义域 的负值特征,在对 开平方时,必须选取负根。
- 对调变量:将 互换,写出反函数的完整解析式及定义域。
✅【答案】
Success
D
✍【详细解析】
Abstract
解:
第一步:求原函数的值域(即反函数的定义域) 已知原函数的自变量范围为 , 对不等式各项平方可得: 各项同时减去 1,得指数部分的取值范围: 因为底数 ,指数函数 单调递增,故: 由于原函数的值域等于其反函数的定义域,因此反函数的定义域为 。 由此可排除 (A)、(B) 选项。
第二步:由原函数解析式反解 由原方程 ,根据指数与对数的互化性质,两边取以 3 为底的对数: 移项整理,孤立 :
第三步:开方并确定 的正负号 对上式两边开平方: 因为原函数给定的自变量范围是 , 恒为负数。 因此,开方时必须保留负根:
第四步:互换 得反函数 将上式中的 与 对调,并附加上第一步求得的定义域:
综合上述, (D) 选项符合题意。
答案:D
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:原函数值域与反函数定义域的等价性、对数指数互化、开方时变元的正负判定。
- 核心方法:反解法。
- 避坑指南:
- 不要漏掉开方后的正负判定。由 解得 ,具体取正还是取负必须回看原函数对 的结构限制。若因惯性思维直接默认取正号,会错误地选到 C 选项。
- 严格区分半开半闭区间的端点状态。由 推出 ,由于 0 处是开区间,对应的 处也必须是开区间,极易因粗心算成闭区间导致解集形式产生偏差。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源: 经典的高考函数基本概念考查选择题,重在考查数学推导的严谨性。
- 结论推广: 一般地,求函数 的反函数,其核心逻辑闭环是由两部分组成:代数解析式的逆运算映射 ,以及定义域边界的几何映射 。二者缺一不可,在处理多重选择题时,优先计算值域往往能快速排除半数干扰项。
🔗【关联脉络】
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