本题导读
本题考查反函数的定义与求法,以及指数函数与对数函数的互化。
📌【题干】
Question
(2001年豫粤卷) 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:依据已知自变量定义域 ,推导指数项 的取值区间,从而确定 的范围。原函数的值域将直接转化为反函数的定义域,以此排除不合规的选项边界。
- 反解自变量 :将原方程 中的指数项隔离,两边同时取以 2 为底的对数,将 用含有 的代数式显式表达。
- 变换字母输出:将反解出的式子进行 字母对调,并拼接上第一步确定的定义域,锁定最终选项。
✅【答案】
Success
A
✍【详细解析】
Abstract
求原函数的值域(即反函数的定义域) 已知原函数为: 当 时, 。根据指数函数 的单调递增性: 不等式各项同时加上 1,得: 因为原函数的值域就是其反函数的定义域,所以反函数的定义域为: 由此排除包含闭边界的 C、D 选项。
从原函数方程中反解自变量 由原方程进行移项隔离指数项: 将等式两边同时取以 2 为底的对数,得: 两边同乘以 ,显式解出 : 利用对数的幂运算法则 ,将上式恒等变形为:
对调自变量与因变量字母并输出 将 与 互换位置,得到反函数的解析式: 结合第一步中确定的定义域 ,得到完整的反函数表达式:
正确选项: A
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:反函数解析式的代数反解;定义域与值域的空间映射双写约束。
- 核心方法:方程恒等变形法。
- 避坑指南:
- 端点开闭误判陷阱:本题在解析式基本一致的前提下,选项 A 与 C、B 与 D 的核心区别在于定义域端点 2 是开区间还是闭区间。必须通过原定义域 的严格开边界,精准推导输出值域的开边界,切勿主观臆断加入等号。
- 对数负号变形陷阱:在第二步算出 后,若没有注意到选项中通过负号倒数化简为了 ,极易在找不到完全一致的式子时产生慌乱导致错选。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源:本题属于函数板块非常经典的反函数求解选择题,取材于高中数学教材“反函数”章节关于指数与对数互为逆运算性质的标准课后习题。
- 结论推广: 本题所涉及的反函数映射属于标准的**“分式复合对数逆变模型”**。 对于通用型复合指数函数 在定义域 下,其全面反函数模型恒具有如下不变量闭式解: 利用该推广模型代入本题参数 : 直接锁定 A。
🔗【关联脉络】
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