20.(2014) (本题满分14分) 本题共有2个小题,第1小题满分6分,第2小题满分8分.
设常数 $a \geq 0$ ,函数 $f ( x ) = { \frac { 2 ^ { x } + a } { 2 ^ { x } - a } }$
(1) 若 a = 4 ,求函数 $y = f ( x )$ 的反函数 $y = f ^ { - 1 } ( x )$
(2) 根据a的不同取值,讨论函数 $y = f ( x )$ 的奇偶性,并说明理由.
See explanation
2014_上海 Paper
20.(2014) (本题满分14分) 本题共有2个小题,第1小题满分6分,第2小题满分8分.
设常数 $a \geq 0$ ,函数 $f ( x ) = { \frac { 2 ^ { x } + a } { 2 ^ { x } - a } }$
(1) 若 a = 4 ,求函数 $y = f ( x )$ 的反函数 $y = f ^ { - 1 } ( x )$
(2) 根据a的不同取值,讨论函数 $y = f ( x )$ 的奇偶性,并说明理由.
See explanation
(1) 当 $a=4$ 时,
\[
f(x)=\frac{2^x+4}{2^x-4}.
\]
令
\[
y=\frac{2^x+4}{2^x-4},
\]
则
\[
y(2^x-4)=2^x+4,
\]
整理得
\[
(y-1)2^x=4(y+1),
\]
所以
\[
2^x=\frac{4(y+1)}{y-1}.
\]
于是
\[
x=\log_2\frac{4(y+1)}{y-1}.
\]
交换 $x,y$,得反函数
\[
f^{-1}(x)=\log_2\frac{4(x+1)}{x-1}.
\]
由于 $2^x>0$,需
\[
\frac{4(x+1)}{x-1}>0,
\]
解得
\[
x<-1\quad\text{或}\quad x>1.
\]
因此反函数的定义域为
\[
(-\infty,-1)\cup(1,+\infty).
\]
(2) 函数定义域由
\[
2^x-a\neq 0
\]
决定。
当 $a=0$ 时,
\[
f(x)=\frac{2^x}{2^x}=1,
\]
定义域为 $\mathbb R$,且
\[
f(-x)=f(x)=1,
\]
所以 $f(x)$ 为偶函数。
当 $a>0$ 时,定义域为
\[
\mathbb R\setminus\{\log_2 a\}.
\]
若函数具有奇偶性,其定义域必须关于原点对称,因此需要
\[
\log_2 a=0,
\]
即
\[
a=1.
\]
当 $a\in(0,1)\cup(1,+\infty)$ 时,定义域不关于原点对称,所以 $f(x)$ 既不是奇函数也不是偶函数。
当 $a=1$ 时,
\[
f(x)=\frac{2^x+1}{2^x-1},
\]
定义域为 $\mathbb R\setminus\{0\}$。对任意定义域内的 $x$,
\[
f(-x)=\frac{2^{-x}+1}{2^{-x}-1}
=\frac{1+2^x}{1-2^x}
=-\frac{2^x+1}{2^x-1}
=-f(x),
\]
所以 $f(x)$ 为奇函数。
综上:
\[
a=0\text{ 时为偶函数};
\]
\[
a=1\text{ 时为奇函数};
\]
\[
a\in(0,1)\cup(1,+\infty)\text{ 时既不是奇函数也不是偶函数}.
\]
只讲你不懂的那一步,不用把整道题重讲一遍。答案和完整解析就在上面,不用聊天也能看。
可以再试一道相同方法、不同题面的题,确认是否真正掌握。
先把常见基础得分点练稳,再回来处理综合题。