题目
真题8 (2018·理工)写出y=(2^x)/(2^x)+1的反函数:____.
真题8 (2018·理工)写出$y=\frac{2^{x}}{2^{x}+1}$的反函数:____.
题目解答
答案
由原函数 $ y = \frac{2^x}{2^x + 1} $,解得
\[
y(2^x + 1) = 2^x \implies 2^x = \frac{y}{1 - y}
\]
取对数得
\[
x = \log_2 \left( \frac{y}{1 - y} \right)
\]
交换 $ x $ 和 $ y $ 得反函数
\[
y = \log_2 \left( \frac{x}{1 - x} \right)
\]
定义域为原函数值域 $ (0, 1) $。
答案:
\[
\boxed{y = \log_2 \frac{x}{1 - x}, \quad 0 < x < 1}
\]
解析
考查要点:本题主要考查反函数的求法,涉及指数函数与对数函数的转换,以及函数值域的确定。
解题核心思路:
- 将原函数表达式中的$x$和$y$互换,解出新的$y$表达式。
- 确定反函数的定义域,即原函数的值域。
破题关键点:
- 分离变量:通过代数变形将方程中的$2^x$单独分离出来。
- 取对数:利用对数函数将指数方程转化为线性表达式。
- 值域分析:通过分析原函数的取值范围确定反函数的定义域。
步骤1:写出原函数并交换变量
原函数为 $y = \frac{2^x}{2^x + 1}$,交换$x$和$y$后得到方程:
$x = \frac{2^y}{2^y + 1}$
步骤2:解方程求$2^y$
- 两边同乘分母:
$x(2^y + 1) = 2^y$ - 展开并整理含$2^y$的项:
$x \cdot 2^y + x = 2^y \implies 2^y(1 - x) = x$ - 解得:
$2^y = \frac{x}{1 - x}$
步骤3:取对数求$y$
对等式两边取以$2$为底的对数:
$y = \log_2 \left( \frac{x}{1 - x} \right)$
步骤4:确定定义域
原函数$y = \frac{2^x}{2^x + 1}$的值域为$(0, 1)$,因此反函数的定义域为$0 < x < 1$。