2023年高中数学解题思路大全例析反函数的几种题型及解法

例析反函数的几种题型及解法反函数是高中数学中的重要概念之一，也是学生学习的难点之一。在历年高考中也占有一定的比例。为了更好地掌握反函数相关的内容,本文重点分析关于反函数的几种题型及其解法。一．反函数存在的充要条件类型例1.（２023年北京高考)函数在区间上存在反函数的充要条件是（）Ａ. B.Ｃ. ﻩＤ．解析:由于二次函数不是定义域内的单调函数，但在其定义域的子区间或上是单调函数。而已知函数在区间[1，2]上存在反函数所以或者即或故选（C）评注:函数在某一区间上存在反函数的充要条件是该函数在这一区间上是一一映射。特别地:假如二次函数在定义域内的单调函数，那么函数f（x）必存在反函数;假如函数ｆ(x)不是定义域内的单调函数,但在其定义域的某个子区间上是单调函数,那么函数ｆ（x)在这个子区间上必存在反函数。二.反函数的求法类型例２.（2023年全国卷)函数的反函数是（）A.B.Ｃ.D.解析:由可得，故从解得因所以即其反函数是故选（B)。评注：这种类型题目在历年高考中比较常见。在求反函数的过程中必须注意三个问题:(1)反函数存在的充要条件是该函数在某一区间上是一一映射;(2）求反函数的环节：①求原函数的值域，②反表达,即把x用y来表达,③改写，即把x与ｙ互换，并标上定义域。其中例３在反表达后存在正负两种情况，由反函数存在的充要条件可知,只能根据函数的定义域（)来拟定，再结合原函数的值域即可得出对的结论。此外,根据反函数的定义域即为原函数的值域，所以求反函数时应先求出原函数的值域，不应当直接求反函数的定义域。例如：求的反函数。由可得反表达解出由应取即所认为其反函数。（3）f(ｘ）与互为反函数，对于函数来说,其反函数不是，而是。同理的反函数也不是，而是。三.求反函数定义域、值域类型例3.（202３年北京春季)若为函数的反函数，则f－1（x）的值域为__＿_＿____。解析：通法是先求出ｆ（x)的反函数,可求得f-1(x）的值域为，而运用反函数的值域就是原函数的定义域这条性质，立即得ｆ－１（ｘ）的值域为。评注:这种类型题目可直接运用原函数的定义域、值域分别是反函数的值域和定义域这一性质求解。四．反函数的奇偶性、单调性类型例４．函数的反函数是()A.奇函数,在()上是减函数B.偶函数,在（）上是减函数C.奇函数,在()上是增函数Ｄ.偶函数,在（）上是增函数解析:由于在（）上是增函数,在()上是减函数所以在（)上是增函数易知为奇函数运用函数与ｆ－1(x）具有相同的单调性，奇函数的反函数也为奇函数这两条性质，立即选（C)。五.反函数求值类型例5.（2０２3年湖南省高考）设函数f(x)的图象关于点（1,2）对称,且存在反函数,则___＿_＿__＿__。解析：由,可知函数f(x)的图象过点（4,0)。而点（4,0）关于点(１,2）的对称点为（-２,4）。由题意知点（-2，4)也在函数f(x)的图象上,即有，所以。评注:此题是关于反函数求值的问题,但又综合了函数图象关于点的对称问题。在反函数求值时经常要用到这条性质:当函数f(x）存在反函数时,若,则。如(202３年湖南省高考)设f－１（x）是函数的反函数，若,则的值为(）A.1 ﻩﻩB.2 ﻩ C.３ﻩﻩﻩﻩＤ.分析：直接运用:若，则。选(Ｂ）。六．反函数方程类型例6.（2０２３年上海市高考）已知函数，则方程ｆ-1(ｘ)＝4的解ｘ=_＿_____＿_____。解析:当函数f(x）存在反函数时,若，则。所以只需求出的值即为f－1（ｘ)＝４中的x的值。易知，所以即为所求的值。评注:此题除了这种方法外,也可以用常规方法去求。即先求出反函数f－1(x）的解析式,再解方程f-1(x）=４,也可得。七.反函数不等式类型例7.（２023年天津市高考)设f－1(ｘ)是函数的反函数，则f-1（x）>１成立时ｘ的取值范围是(）A．ﻩ ﻩＢ.Ｃ.ﻩﻩ ﻩﻩ Ｄ.解析：由，知函数f(x）在R上为增函数，所以f-1(ｘ)在R上也为增函数。故由f－1(ｘ）＞1，有而可得故选（Ａ)。评注:此题除了这种方法外,也可以用常规方法去求，但比较繁琐。而下面的题目选用常规方法解则更为简便。如(2023年湖南省高考)设ｆ-1(ｘ）是函数的反函数,则下列不等式中恒成立的是（）A． ﻩﻩ B.C. ﻩﻩ D.分析:依题意知。画出略图,故选(A）。八.反函数的图象类型例８.（20２３年福建省高考）已知函数的反函数是,则的图象是()解析:由题意知则所以的图象可由的图象向右平移1个单位而得到。故选（C)。评注:解反函数的图象问题，通常方法有：平移法,对称法等。对称法是指根据原、反函数的图象关于直线对称来求解;特殊地，若一个函数的反函数是它自身,则它的图象关于直线y＝x对称,这种函数称为自反函数。九.与反函数有关的综合性类型例9.(２0２3年黄冈市模考）设，ｆ（x）是奇函数,且。(１)试求ｆ(ｘ）的反函数f-1(x)的解析式及f－1（ｘ)的定义域；(2）设，若时,恒成立，求实数k的取值范围。解析：(1）由于f(x）是奇函数,且所以得所以可求得令,反解出