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函数是数学中的基本概念,它描述了输入值与输出值之间的对应关系。对于函数f(x)等于2x加1,当我们输入x等于1时,输出就是f(1)等于3。函数具有定义域和值域的概念,定义域是所有可能的输入值,值域是所有可能的输出值。
一对一函数是反函数存在的必要条件。在一对一函数中,不同的输入值对应不同的输出值。我们可以用水平线测试来判断:如果任何水平线与函数图像最多相交一次,那么这个函数就是一对一的。上面的直线函数是一对一的,而下面的抛物线函数不是一对一的,因为水平线与它相交两次。只有一对一函数才能有反函数。
反函数是原函数的逆运算。如果函数f将x映射到y,那么反函数f的负一次方将y映射回x。反函数用f的负一次方来表示。对于例子f(x)等于2x加1,它的反函数是f的负一次方(x)等于x减1除以2。我们可以验证:当f(1)等于3时,f的负一次方(3)等于1,这体现了反函数的互逆关系。
反函数图像有一个重要的几何性质:反函数的图像是原函数图像关于直线y等于x的对称图形。这是因为如果点(a,b)在原函数图像上,那么点(b,a)就在反函数图像上。例如,点(1,3)在原函数f(x)等于2x加1上,而点(3,1)就在反函数图像上。这两个点关于直线y等于x对称,体现了反函数的几何特征。
求反函数有三个标准步骤。第一步,将y等于f(x)中的x用y表示;第二步,交换x和y的位置;第三步,得到反函数。以f(x)等于3x减2为例:首先写成y等于3x减2,解出x等于y加2除以3;然后交换x和y得到y等于x加2除以3;最后得到反函数f的负一次方(x)等于x加2除以3。我们可以验证f(f的负一次方(x))等于x,确认结果正确。