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附加数学 · 函数

解含未知函数的方程

题目把常数藏在函数里,你不知道该让什么相等。

有的函数题给出一条缺了东西的规则,要你把它找出来。做法是把题目的话变成方程,再解、再验算。

这是函数单元的最后一课,会用到复合函数和反函数。

未知数有哪几种?

类型 题目给了 你要列出
未知常数 f(2) = 7,f(x) = ax + 3 2a + 3 = 7
复合函数等于某个值 fg(x) = 11 复合函数,令它等于 11
函数等于它的反函数 f(x) = f⁻¹(x) 两个式子,令它们相等

例题一:复合函数里的未知常数

已知 f(x) = 4x − 1,g(x) = x + a,fg(2) = 15。求 a。

  1. fg(2) = f(g(2))。先求 g(2) = 2 + a。
  2. 再求 f(2 + a) = 4(2 + a) − 1。
  3. 令 4(2 + a) − 1 = 15,则 4(2 + a) = 16,2 + a = 4。
  4. 所以 a = 2。验算:g(2) = 4,f(4) = 15。

例题二:f 等于它自己的反函数

已知 f(x) = (x + 4) ÷ 3。解 f(x) = f⁻¹(x)。

先求反函数:y = (x + 4) ÷ 3 得 x = 3y − 4,所以 f⁻¹(x) = 3x − 4。

令 (x + 4) ÷ 3 = 3x − 4。两边乘 3:x + 4 = 9x − 12,所以 16 = 8x,x = 2。

验算:f(2) = 6 ÷ 3 = 2,f⁻¹(2) = 6 − 4 = 2。两者都等于 2,答案成立。

例题三:舍去一个解

已知 f(x) = x + 2,g(x) = x²,定义域 x > 0。解 gf(x) = 25。

gf(x) = (x + 2)²。令 (x + 2)² = 25,则 x + 2 = 5 或 x + 2 = −5,得 x = 3 或 x = −7。

定义域是 x > 0,所以舍去 x = −7。答案是 x = 3。验算:f(3) = 5,g(5) = 25。

会丢分的写法

错误在于:题目问 gf(x),你却解了 fg(x);或者保留了定义域不允许的根。两者都是因为动笔前没有划出题目所问。请在第一行写出你需要的复合函数,例如「gf(x) = g(f(x))」。

自测

已知 f(x) = x − 1,g(x) = 2x²。解 gf(x) = 18。

答案

gf(x) = g(f(x)) = 2(x − 1)²。令 2(x − 1)² = 18,则 (x − 1)² = 9,x − 1 = 3 或 −3。

所以 x = 4 或 x = −2,因为题目没有给定义域限制。

验算 x = 4:f(4) = 3,g(3) = 18。验算 x = −2:f(−2) = −3,g(−3) = 18。

接下来学什么

用函数练习题检验整章。如果不知道怎样开始一道陌生的题,请读陌生附加数学题怎样选对方法。

想请老师和你一起练这些题型,可以了解线上一对一附加数学补习。

常见问题

怎样求藏在 f(x) 里的常数?

用题目给的任何一个值。若 f(2) = 7,且 f(x) = ax + 3,把 x = 2 代入规则,得 2a + 3 = 7,再解 a。一个已知的输入和输出,足够求一个未知数。

f²(x) 是什么意思?

它表示 ff(x),也就是 f 作用两次,不是把答案平方。若 f(x) = 2x − 3,则 f²(x) = 2(2x − 3) − 3 = 4x − 9。

怎样解 f(x) = f⁻¹(x)?

先求 f⁻¹(x),令两个式子相等再解。然后把答案代入两边,确认相等。有些题还要你舍去定义域之外的根。

什么时候要舍去一个解?

当它落在题目给的定义域之外。代数可能给出两个值,只有属于定义域的才是有效的答案。

如果代数过程都没问题,只是不确定该让什么相等,一对一课堂里老师可以问你方程两边各代表什么。咨询时告诉我们年级,以及卡住你的题型。

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