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平方函数的反函数

本课属于 Coddy Algebra 2 学习旅程的“根式与有理指数”单元。第 34 课,共 40 课。

规则 f(x)=x2f\left(x\right) = {x}^{2} 按照原样没有反函数。2 和 -2 的结果都是 4,所以如果求 4 对应的反函数值,就会得到两个答案。解决办法是将 f 的输入限制为 x≥0x \ge 0。这样,每个输出都只对应一个输入。

以 f(x)=x2−3f\left(x\right) = {x}^{2}-3 且 x≥0x \ge 0 为例。像往常一样交换 x 和 y:x=y2−3x = {y}^{2}-3。解出 y:将 -3 移到等式另一边,得到 x+3=y2x+3 = {y}^{2},对等式两边开平方,得到两个答案:y=x+3y = \sqrt{x+3} 和 y=−x+3y = -\sqrt{x+3}。

这个限制会选出其中一个。反函数的输出是 f 的输入,这些输入都至少为 0。负号根会得到负数,因此应选择:f−1(x)=x+3{f}^{-1}\left(x\right) = \sqrt{x+3}。检查一下:f(2) 等于 1,而反函数把 1 映射到 4\sqrt{4},也就是 2。在受限定义域上,平方函数的反函数是平方根函数。

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挑战

求 f(x)=x2+1f\left(x\right) = {x}^{2}+1 在 x≥0x \ge 0 时的反函数。板上已经写好了交换后的方程 x=y2+1x = {y}^{2}+1。自己写出推导步骤:先单独写出平方项,再写出 y。由于 f 的输入只能是 x≥0x \ge 0,它的反函数输出只能是不小于 0 的值,因此只保留正根。

亲手试试

x=y2+1x = y^{2}+1

让 yy 单独在一边

quiz icon自我测试

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