每日一题(5):求函数的反函数

题:已知函数 \(y=\frac{1+\sqrt{1-x}}{1-\sqrt{1-x}}\),解此函数的反函数。

解:

考虑原函数表达式中含有平方差的味道,尝试使用共轭式进行化简:

\(y = \frac{1+\sqrt{1-x}}{1-\sqrt{1-x}} \\ = \frac{(1+\sqrt{1-x})(1+\sqrt{1-x})}{(1-\sqrt{1-x})(1+\sqrt{1-x})} = \frac{(1+\sqrt{1-x})(1+\sqrt{1-x})}{x}\)

至此发现无法完成化简,思路不正确。所以重新考虑如何求解。直接尝试对原式进行变换:

\(y=\frac{1+\sqrt{1-x}}{1-\sqrt{1-x}}\)

\(\Rightarrow y(1-\sqrt{1-x})=1+\sqrt{1-x}\)

\(\Rightarrow y-y\sqrt{1-x}=1+\sqrt{1-x}\)

\(\Rightarrow y-1=\sqrt{1-x} + y\sqrt{1-x}\)

\(\Rightarrow y-1=\sqrt{1-x}(y+1)\)

\(\Rightarrow \frac{y-1}{y+1}=\sqrt{1-x}\)

\(\Rightarrow (\frac{y-1}{y+1})^2=1-x\)

\(\Rightarrow x=1-(\frac{y-1}{y+1})^2\)

至此得到用完全用 \(y\) 的多项式对单独 \(x\) 的表达,因而解出了原函数的反函数:\(y=1-(\frac{x-1}{x+1})^2\)。

注意:得到的反函数可以进一步整理、化简,最终得到 \(y=\frac{4x}{(x+1)^2}\)。

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每日一题(7):证明函数为偶函数

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每日一题(8):求证函数的周期性

题:设 的图形关于 对称()。 求证: 是周期函数并求其周期。 求解:正道题目书上给出来的答案显然是存在缺陷的。如果仔细看书上的问题和答案,会发现它为了规避“缺陷”,在题目和答案上都留下了“小心思”。 题目中问的是“求其周期”,答案中给出来的是“这是一个周期”,都规避掉了“最小”这个说法。因为一旦说出来“最小”这个词,就要证明找到的周期T是最小的周期。但显然书上的答案中并没有提及“最小”,因而也就无需论证了。而它的答案之所以敢于忽视“最小”,恰恰是因为题目中也没有提及“最小”。 但是我觉得这样不好,所以还是对题目重新调整一下,调整之后:设 的图形关于 对称()。求证: 是周期函数并求其最小周期。 如此的话,整个题目要想完成解答,需要分成4部分:1、先搞清楚什么是“对称性”;2、然后证实函数是周期函数;3、找出周期函数的周期T;4、对T进行进一步的分析,证实T的确是函数的最小周期。 按照如上的思路,解答过程如下: 第一步、对称性 如果函数 关于 点对称,意味着函数满足:。 此时重新设自变量为 ,且,依然满足上述对称性关系式。即:。整理后得到 。 这样整理出来的关系式不够直观、不好,重新做上一步: 此时重新设自变量为 ,且,依然满足上述对称性关系式。即:。整理后得到 。 这样得到的函数的对称性可用于后面的推导,将原题目中的对称点带入,将函数对称性列出来备用: 关于点对称: 关于点对称:…

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