原书例题重述 · 1.2.2–1.2.3 · 原书 p. 9(PDF 第 34 页)↗
求 的反函数;说明 怎样限制定义域才能有反函数。
写下我的思路
提示一 · 从哪里开始
从 解出输入。
提示二 · 关键转折
平方函数应只保留其中一侧。
参考解答 · 完成尝试后再展开
立方函数在实数上严格递增且值域为实数,故 。平方函数在全实数上不单射;取 时逆为 ,取 时逆为 ,两者逆函数的定义域均为 。
把函数看作带有输入限制的规则,并能在公式、集合与图像之间转换。
同一个公式是否一定表示同一个函数?
比较定义在全体实数和非负实数上的平方函数。
函数必须为每个允许的输入指定唯一输出。定义域是允许输入的集合,陪域是预先指定的输出集合,值域是实际达到的输出。求自然定义域时,要同时满足分母非零、偶次根号内非负、对数真数为正;最后取交集。区间圆括号排除端点,方括号包含端点,无穷大不能作可取端点。竖线检验判断一个图像是否为函数。
继续追问:你能举出一个陪域严格大于值域的函数吗?
例如 ,陪域为实数,而值域只有非负实数。
为什么平方后不能总是唯一地找回输入?
输出 4 对应哪些实数输入?
反函数要求原函数在所用定义域上一一对应到其值域;图像满足水平线检验。先写 ,解出 ,再交换变量角色。反函数的定义域等于原函数值域,图像关于 对称。平方函数限制在 后反函数是正平方根,限制在 后则是负平方根。
继续追问:为何 与 不是同一个记号?
前者表示逆映射,后者是原函数输出的倒数;平方函数的逆可为平方根,输出倒数却是 。
先开平方再平方,与先平方再开平方一样吗?
不仅比较结果,还比较哪些输入允许进入第一步。
复合从内层向外层执行,外层必须接受内层输出。 时, 仅在 上成立,而 在全体实数上成立。公式约简不能自动扩大原表达式定义域。
继续追问:若内层结果落到外层定义域外,会发生什么?
外层无法执行,所以该输入必须从复合函数定义域中排除。
图像对称性如何写成可以检验的等式?
把 换成 ,同时检查定义域对称。
偶函数关于纵轴对称,奇函数关于原点对称;两者都要求定义域关于零对称。常见偶函数有平方、绝对值,奇函数有立方。零函数既奇又偶;大多数函数两者都不是。检验不能只靠几个点,也不能忽略定义域。
继续追问:定义在正半轴的平方函数为什么不按通常定义称为偶函数?
正半轴不是关于零对称的定义域,无法同时检验所有 与 。
知道一点和斜率,怎样恢复整条直线?
任取第二点,比较纵向变化与横向变化。
斜率是变化比,点斜式比死记截距更直接。复习幂函数、倒数函数、指数和对数图像时,依次找定义域、截距、正负、对称和端部趋势。 把横轴下方图像向上翻折; 则把右半幅镜像到左边,两种操作不同。
继续追问:竖直线为什么不能写成具有有限斜率的点斜式?
竖直线两点的横坐标相同,斜率分母为零;应写成 。
本书没有独立章末习题集。以下明确区分原书例题、正文结论改编及补充自测;页码是印刷页码,链接另标 PDF 页序。延伸问法已在题目或解答中说明。
原书例题重述 · 1.2.2–1.2.3 · 原书 p. 9(PDF 第 34 页)↗
从 解出输入。
平方函数应只保留其中一侧。
立方函数在实数上严格递增且值域为实数,故 。平方函数在全实数上不单射;取 时逆为 ,取 时逆为 ,两者逆函数的定义域均为 。
原书例题重述 · 1.1.2 · 原书 p. 4(PDF 第 29 页)↗
平方根何时有实数值?
给定非负输入,通常平方根符号指定哪个根?
定义域与值域均为 。符号 只表示非负平方根,每个允许输入仅有一个输出,因此通过竖线检验;不要把它误读成 。
补充自测 · 对应 1.3–1.5 · 本笔记编写
先求内层,再排除使分母为零的输入。
直线用点斜式。
,定义域为 。直线 ,即 。前者不是直线;两者虽然都涉及输入 2,约束来源完全不同。