本题导读
本题核心考查原函数与反函数的对应关系及其单调性。解题关键是利用“反函数不等式 ”与“原函数单调性”之间的内在联系,将其转化为关于原函数的不等式直接求解,避免求出复杂的反函数解析式。
📌【题干】
Question
(2005年天津卷(理)) 设 是函数 () 的反函数,则使 成立的 的取值范围为 ()
A. B.
C. D.
🔍【思路分析】
破题导航
- 分析原函数的单调性:因为 ,指数函数 单调递增, 单调递减,故 在 上严格单调递增。
- 利用单调性转化不等式:由于 严格单调递增,其反函数 在对应定义域上同样严格单调递增。因此,不等式 两边同施加外层映射 ,等价于 。
- 计算 的值,直接得出 的范围。
✅【答案】
Success
A
✍【详细解析】
Abstract
已知原函数为 ,其中底数 。 因为当 时, 是 上的增函数, 是 上的减函数, 所以 是 上的增函数。 两个增函数相加得到的复合函数 在 上是严格单调递增函数。
根据反函数的性质,若原函数在某个区间上单调递增,则其反函数在对应的值域(即反函数的定义域)上也必然单调递增。
对于待解不等式: 由于 严格单调递增,我们在不等式两边同时施加函数法则 ,不等号方向保持不变: 根据恒等式 ,上式直接等价于:
将 代入原函数 的解析式中,计算 :
因此,使得不等式成立的 的取值范围为: 写成区间形式即为 。
故选 A
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:原函数与反函数单调性的同向性、反函数不等式性质定义转换。
- 核心方法:无解析式直接转化法(利用单调性脱去反函数符号)。
- 避坑指南:很多学生在看到反函数题时,第一反应往往是尝试通过求出 的显式代数表达式(本题反函数解析式为对数形式 )去解不等式,这样极易在繁琐的因式代数变形和去根式过程中出错,浪费大量时间。牢记**“解反函数问题,优先向原函数转化”**的根本原则。
📖【试题探源与推广】
Tip
1.试题探源: 本题由人教A版必修第一册“函数的概念与性质”章节中关于“反函数的性质”及双曲正弦函数(即 相关的变形)基础理论题衍生而来。 2.结论推广: 对于任意在定义域内严格单调递增的函数 ,不等式 恒等价于 (前提是 属于原函数的值域,且 满足反函数的定义域约束)。
🔗【关联脉络】
Multi column