提能拔高限时训练7 反函数一、选择题1.若y =f(x)有反函数,则方程f(x)=a(a 为常数)的实根的个数为( )A.无实数根B.只有一个实数根C.至多有一个实数根D.至少有一个实数根解析:y =f(x)存在反函数,则x 与y 是“一对一”的.但a 可能不在值域内,因此至多有一个实根. 答案:C2.设函数y =f(x)的反函数y =f -1(x),若f(x)=2x ,则f -1(21)的值为( ) A.2 B.1 C.21 D.-1 解析:令f(x)=2x =21,则x =-1,故f -1(21)=-1,故选D. 答案:D3.若函数y =f(x-1)的图象与函数1ln +=x y 的图象关于直线y =x 对称,则f(x)等于…( )A.e 2x-1B.e 2xC.e 2x+1D.e 2x+2 解析:由函数y =f(x-1)的图象与函数1ln+=x y 的图象关于直线y =x 对称,可知y =f(x-1)与1ln +=x y 互为反函数,有1ln +=x y ⇒1ln -=y x ⇒1-=y e x ⇒x =e 2y-2,所以y =e 2x-2⇒y =f(x-1)=e 2x-2.故f(x)=e 2x .答案:B4.已知函数f(x)=2x+3,f -1(x)是f(x)的反函数,若mn =16(m,n ∈R +),则f -1(m)+f -1(n)的值为( )A.-2B.1C.4D.10 解析:设y =2x+3,则有x+3=log 2y,可得f -1(x)=log 2x-3.于是f -1(m)+f -1(n)=log 2m+log 2n-6=log 2mn-6=-2.答案:A5.设函数x x f -=11)((0≤x <1)的反函数为f -1(x),则( )A.f -1(x)在其定义域上是增函数且最大值为1B.f -1(x)在其定义域上是减函数且最小值为0C.f -1(x)在其定义域上是减函数且最大值为1D.f -1(x)在其定义域上是增函数且最小值为0解析:由x x f -=11)((0≤x <1),得该函数是增函数,且值域是[1,+∞),因此其反函数f -1(x)在其定义域上是增函数,且最小值是0.答案:D6.函数⎩⎨⎧<-≥=0,,0,22x x x x y 的反函数是( )A.⎪⎩⎪⎨⎧<-≥=0,0,2x x x x y B.⎩⎨⎧<-≥=0,0,2x x x x y C.⎪⎩⎪⎨⎧<--≥=0,0,2x x x x y D.⎩⎨⎧<--≥=0,0,2x x x x y解析:当x ≥0时,y =2x,且y ≥0, ∴2)(1x x f =-(x ≥0). 当x <0时,y =-x 2且y <0, ∴x x f --=-)(1(x <0).∴函数⎩⎨⎧<-≥=0,,0,22x x x x y 的反函数是⎪⎩⎪⎨⎧<--≥=.0,,0,2x x x x y 答案:C7.(2009北京东城期末检测,7)已知函数24)(x x f --=在区间M 上的反函数是其本身,则M 可以是( )A.[-2,-1]B.[-2,0]C.[0,2]D.[-1,0] 解析:画出函数24)(x x f --=; 由24x y --=得y 2=4-x 2且y ≤0,即x 2+y 2=4,y ≤0,所以图象是以(0,0)为圆心,以2为半径的圆在x 轴下方的部分(包括点(±2,0));又y =f(x)在区间M 上反函数是其本身,故y =f(x)图象自身关于y =x 对称,故区间M 可以是[-2,0].答案:B8.设0<a <1,函数)2(log log )(1x x x f aa -+=,则函数f -1(x)<1的x 的取值范围是( )A.(0,2)B.(2,+∞)C.(0,+∞)D.(log a (2-a),+∞) 解析:f(x)在(0,2)上是减函数,所以x >f(1)=0.故选C.答案:C9.设函数为y =f(x)的反函数为y =f -1(x),将y =f(2x-3)的图象向左平移2个单位,再作关于x 轴的对称图形所对应的函数的反函数是( ) A.21)(1--=-x f y B.2)(11x f y --=- C.2)(1x f y -= D.21)(-=x f y解析:由题意知,最后得到的图形对应的函数可以表示为y =-f [2(x+2)-3]=-f(2x+1),即-y =f(2x+1),2x+1=f -1(-y),21)(1--=-y f x ,故所求函数的反函数是21)(1--=-x f y . 答案:A 10.已知函数⎪⎩⎪⎨⎧>-+≤-=,1,13,1,12)(x x x x x x f 若函数y =g(x)的图象与函数y =f -1(x-1)的图象关于直线y =x 对称,则g(11)的值是( ) A.512 B.913 C.513 D.1115 解析:∵函数y =g(x)的图象与函数y =f -1(x-1)的图象关于直线y =x 对称,∴函数y =g(x)与函数y =f -1(x-1)互为反函数.由g(11)得f -1(x-1)=11,∴x-1=f(11),即x =f(11)+1.∵57)11(=f ,∴512)11(=g . 答案:A二、填空题11.设f(x)=x 5-5x 4+10x 3-10x 2+5x+1,则f(x)的反函数为f -1(x)=_____________.解析:∵f(x)=(x-1)5+2, ∴12)(51+-=-x x f .答案:125+-x12.若函数)54(541≠++=a x ax y 的图象关于直线y =x 对称,则a =_________. 解析:∵54≠a , ∴541++=x ax y 不是常函数,且存在反函数. 在f(x)的图象上取一点(0,51),它关于y =x 的对称点(51,0)也在函数f(x)的图象上,可解得a =-5.答案:-513.已知函数f(x)的定义域为[-1,1],值域为[-3,3],其反函数为f -1(x),则f -1(3x-2)的定义域为___________,值域为____________.解析:由于函数f(x)的定义域为[-1,1],值域为[-3,3],所以其反函数f -1(x)的定义域为[-3,3],值域为[-1,1].所以由-3≤3x-2≤3,解得31-≤x ≤35.故函数f -1(3x-2)的定义域为[31-,35],值域为[-1,1].答案:[31-,35] [-1,1] 14.(2009河南南阳期末质检,14)定义在R 上的函数y =f(x)有反函数,则函数y =f(x+1)+2与y =f -1(x+1)+2的图象关于直线__________对称.解析:函数y =f(x)沿向量(-1,2)平移得到函数y =f(x+1)+2,函数y =f -1(x)沿向量(-1,2)平移得到函数y =f -1(x+1)+2,又y =f(x)与y =f -1(x)关于y =x 对称,y =x 沿向量(-1,2)平移得到y =x+3,∴y =f(x+1)+2与y =f -1(x+1)+2关于y =x+3对称.答案:y =x+3三、解答题15.已知函数11)(-+=x x x f ,g(x)=f -1(-x),求g(x). 解: 由11-+=x x y ,得xy-y =x+1, ∴11-+=y y x ,即11)(1-+=-x x x f . ∴g(x)=f -1(-x)=11+-x x . 16.已知函数f(x)=2(1121+-x a )(a >0且a≠1). (1)求函数y =f(x)的反函数y =f -1(x);(2)判定f -1(x)的奇偶性;(3)解不等式f -1(x)>1.解:(1)化简,得11)(+-=x x a a x f . 设11+-=x x a a y ,则y y a x -+=11. ∴yy x a -+=11log . ∴所求反函数为xx x f y a-+==-11log )(1(-1<x <1). (2)∵)(11log )11(log 11log )(111x f x x x x x x x f a a a ----=-+-=-+=+-=-, ∴f -1(x)是奇函数. (3)111log >-+xx a . 当a >1时, 原不等式⇒a x x >-+11⇒011)1(<--++x a x a . ∴11+-a a <x <1.当0<a <1时,原不等式⇒⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>-+<-+,011,11xx a x x 解得⎪⎩⎪⎨⎧<<->+-<.11,111x x a a x 或 ∴-1<x <aa +-11. 综上,当a >1时,所求不等式的解集为(11+-a a ,1); 当0<a <1时,所求不等式的解集为(-1,11+-a a ). 教学参考例题 志鸿优化系列丛书【例1】 设函数⎪⎩⎪⎨⎧<-=>=,0,1,0,0,0,1)(x x x x f 若g(x)=(x-1)2f(x-1),y =g(x)的反函数为y =g -1(x),则g(-1)·g -1(-4)=___________.解析:由题意得⎪⎩⎪⎨⎧<-=>=-.1,1,1,0,1,1)1(x x x x f∴g(x)=(x-1)2f(x-1)=⎪⎩⎪⎨⎧<--=>-.1,)1(,1,0,1,)1(22x x x x x设g(x)=-4,可得-(x-1)2=-4且x <1,解得x =-1.∴g(-1)=-4.∴g -1(-4)=-1.∴g(-1)·g -1(-4)=-4×(-1)=4.答案:4【例2】 已知f(x)是定义在R 上的函数,它的反函数为f -1(x).若f -1(x+a)与f(x+a)互为反函数且f(a)=a(a 为非零常数),则f(2a)=____________.解析:设y =f -1(x+a),则x =f(y)-a,即y =f -1(x+a)的反函数为y =f(x)-a,∴f(x+a)=f(x)-a. 令x =a,得f(2a)=f(a)-a =a-a =0.答案:0。