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逆函数(反函数与原函数的关系)

admin 2022-09-02 0

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什么叫逆函数?请举例

函数是一种特殊的关系,若R是从X到Y的关系,则逆关系Rc为从Y到X的关系,但对于任意给定一个函数f,它的逆不一定是函数,例如函数

f = {,,}

其逆

f -1 = {,,}

显然是关系而不是函数.因为y1对应两个值x1,x2.破坏了单值性.在什么情况下函数的逆也是函数呢?

定理4.2.1 设f:x®y是一个双射函数,则其逆f -1是y到x的双射函数.

证明:因f是函数,f -1是关系,故

dom f -1 = ranf = Y

ranf = domf = X

对任yÎY,设x1,x2ÎX,使

,Î f -1

则 ,Î f

由f为单射,故x1 = x2,即对任有从Y到X的唯一的与之对应,故f -1为从有y到x的函数.

又ran f -1 = X,故f -1:y®x是满射.

对任y1,y2ÎY,y1≠y2,假设存在 使

x = f -1 (y1 ) = f -1 (y2)

则,Îf,且y1≠y2

这与f为函数矛盾.故f -1 (y1 ) ≠ f -1 (y2)

即:f -1:Y®X为单射.即f -1是双射.

定义4.2.1 设f:X®Y是一个双射函数,则称f的逆关系为f的逆函数,记f -1

例:f (x) = sinx,若限定 ,Y = [-1,1]则f是X到Y的双射函数,且 x = arc sin y为f的逆函数.

定义4.2.2 设函数f:X®Y,g:W®Z,若f (X)ÍW,则gof = {| xÎX且zÎZ 并且 $y | yÎY

y = f (x) ,z = g (y)

则称g在函数f左边可复合.

可以证明两个函数的复合是一个函数(定理4.2.2)

例:g :Rt®R :g (x) = lnx

f :R®R :f (x) = x+1

则有 domg = R+,rang = R

domf = R,ranf = R

而函数gof的定义域不的R,而是(-1,+¥)

且有gof(x) = g(f(x)) = ln(x+1)

注意,ranfÍdomg,若不满足此条件,则定义gof为空.

例:X = {1,2,3},Y = {p,q},Z = {a,b}

f = {,,}

g = {,}

则 gof = {,,}

在上节中讨论了函数的单射,满射,双射,这些性质经复合运算后,能否保持呢?

定理4.2.3 令gof 是一个复合函数.

1)若g,f是满射,则gof为满射,

2)若g,f 是入射,则gof是入射.

3)若g,f是入射,则gof是双射.

证:设f:X®Y,g:Y®Z

1)对任zÎZ,因g满,故存在yÎY,使f(y)=z.对于此y,由于f满故存在xÎX,使f(x)=y,故

gof (x)=g(f(x))=g(y)=z

即gof 满.

2)对任x1,x2ÎX,x1¹x2 ,f为入射故

f (x1) ¹f (x2 )ÎY

又g也为入射,故

g (f (x1))¹g (f (x2))

于是x1¹x2必有gof (x1) ¹ gof (x2),即gof 为入射.

3)由1),2)知3)成立.

设函数f:X®Y,IX:X®X,Iy:Y®Y分别为X,Y上的恒等函数.

则 f = foIX = Iy of

此结论由复合函数的定义易见成立.

定理4.2.5 若函数f:X®Y 有逆函数f -1 :Y®X.则

f -1of = IX

f o f -1 = Iy

证:仅证f –1of = IX

f –1of与IX的定义域都为X,又f,f -1都为双射.

故若f :x ® f (x),则f -1 (f (x)) = x

即是说,对任xÎX,f –1of (x) = f -1 (f (x)) = x

逆函数的具体求法

逆函数求法:把表达式中x换成y,y换成x,再解此方程,所得解就是逆函数。

逆函数是什么意思

可以简单理解为将y等于多少x写成x等于多少y,再将x与y对调,所得的就是原函数的逆函数,如果要名词解释的话,可以上百度百科看一下。

如何区分反函数和逆函数

反函数和逆函数是一样的,反函数就是逆函数,数学中没有反映射,只有可反映射。

(1)互为反函数的两个函数的图象关于直线y=x对称;

(2)函数存在反函数的充要条件是,函数在它的定义域上是单调的;

函数存在反函数的充要条件是,函数的定义域与值域是一一映射;

一个函数与它的反函数在相应区间上单调性一致;

大部分偶函数不存在反函数(当函数y=f(x), 定义域是{0} 且 f(x)=C (其中C是常数),则函数f(x)是偶函数且有反函数,其反函数的定义域是{C},值域为{0} )。

扩展资料:

性质:

奇函数不一定存在反函数,被与y轴垂直的直线截时能过2个及以上点即没有反函数。若一个奇函数存在反函数,则它的反函数也是奇函数。

一段连续的函数的单调性在对应区间内具有一致性;

严增(减)的函数一定有严格增(减)的反函数;

反函数是相互的且具有唯一性;

定义域、值域相反对应法则互逆(三反);

反函数的导数关系:如果x=f(y)在开区间I上严格单调,可导,且f'(y)≠0,那么它的反函数y=f-1(x)在区间S={x|x=f(y),y∈I }内也可导,且:

y=x的反函数是它本身。

逆函数是什么

一般地,设函数y=f(x)(x∈A)的值域是C,若找得到一个函数g(y)在每一处g(y)都等于x,这样的函数x=g(y)(y∈C)叫做函数y=f(x)(x∈A)的反函数,记作y=f-1(x)。反函数y=f-1(x)的定义域、值域分别是函数y=f(x)的值域、定义域。一般地,如果x与y关于某种对应关系f(x)相对应,y=f(x),则y=f(x)的反函数为y=f-1(x)。存在反函数(默认为单值函数)的条件是原函数必须是一一对应的(不一定是整个数域内的)。注意:上标"−1"指的并不是幂。在微积分里,f(n)(x)是用来指f的n次微分的。若一函数有反函数,此函数便称为可逆的(invertible)。

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