同學們好,從今天開始,我建立一個專輯《高數問答》,和大家一起學習高等數學中的一些容易混淆或者比較難以理解的問題。
問題1 我們已經知道,(嚴格)單調函數必然存在反函數,那麼不單調的函數呢?不單調的函數是否一定沒有反函數?
答:不是。
一個函數是否存在反函數,取決於它的對應法則在定義域和值域之間是否構成一一對應的關係。如果是一一對應,那麼必然存在反函數,否則就沒有反函數。
函數(嚴格)單調只是一種特殊的一一對應關係,因此(嚴格)單調僅僅是函數存在反函數的充分條件,而不是必要條件。
相應的反例還是比較容易給出的。
雖然嚴格單調並不是函數存在反函數的充分必要條件,但在高等數學中,我們所常見到的存在反函數的函數大都是嚴格單調的,比如指數函數是嚴格單調的,又如具有周期性的三角函數sin x,cos x,tan x, cot x,則是在它們的單調區間上定義的反函數arcsin x,arccos x, arctan x, arccot x等。
事實上在判斷函數是否具有反函數時,有時候我們反而還會把嚴格單調性這個條件加強,比如函數的導數恆正或恆負,從而函數嚴格增加或嚴格減少,因而具有反函數,等等。
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