三角学示例

$y = \log (x + 3)$

解题步骤 1

交换变量。

$x = \log (y + 3)$

解题步骤 2

求解 $y$ 。

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解题步骤 2.1

将方程重写为 $\log (y + 3) = x$ 。

$\log (y + 3) = x$

解题步骤 2.2

使用对数的定义将 $\log (y + 3) = x$ 重写成指数形式。如果 $x$ 和 $b$ 是正实数且 $b \neq 1$ ，则 $\log_{b} (x) = y$ 等价于 $b^{y} = x$ 。

$10^{x} = y + 3$

解题步骤 2.3

求解 $y$ 。

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解题步骤 2.3.1

将方程重写为 $y + 3 = 10^{x}$ 。

$y + 3 = 10^{x}$

解题步骤 2.3.2

从等式两边同时减去 $3$ 。

$y = 10^{x} - 3$

解题步骤 3

使用 $f^{- 1} (x)$ 替换 $y$ ，以得到最终答案。

$f^{- 1} (x) = 10^{x} - 3$

解题步骤 4

验证 $f^{- 1} (x) = 10^{x} - 3$ 是否为 $f (x) = \log (x + 3)$ 的反函数。

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解题步骤 4.1

要验证反函数，请检查 $f^{- 1} (f (x)) = x$ 和 $f (f^{- 1} (x)) = x$ 是否成立。

解题步骤 4.2

计算 $f^{- 1} (f (x))$ 。

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解题步骤 4.2.1

建立复合结果函数。

$f^{- 1} (f (x))$

解题步骤 4.2.2

通过将 $f$ 的值代入 $f^{- 1}$ 来计算 $f^{- 1} (\log (x + 3))$ 。

$f^{- 1} (\log (x + 3)) = 10^{\log (x + 3)} - 3$

解题步骤 4.2.3

指数函数和对数函数互为反函数。

$f^{- 1} (\log (x + 3)) = x + 3 - 3$

解题步骤 4.2.4

合并 $x + 3 - 3$ 中相反的项。

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解题步骤 4.2.4.1

从 $3$ 中减去 $3$ 。

$f^{- 1} (\log (x + 3)) = x + 0$

解题步骤 4.2.4.2

将 $x$ 和 $0$ 相加。

$f^{- 1} (\log (x + 3)) = x$

解题步骤 4.3

计算 $f (f^{- 1} (x))$ 。

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解题步骤 4.3.1

建立复合结果函数。

$f (f^{- 1} (x))$

解题步骤 4.3.2

通过将 $f^{- 1}$ 的值代入 $f$ 来计算 $f (10^{x} - 3)$ 。

$f (10^{x} - 3) = \log ((10^{x} - 3) + 3)$

解题步骤 4.3.3

合并 $(10^{x} - 3) + 3$ 中相反的项。

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解题步骤 4.3.3.1

将 $- 3$ 和 $3$ 相加。

$f (10^{x} - 3) = \log (10^{x} + 0)$

解题步骤 4.3.3.2

将 $10^{x}$ 和 $0$ 相加。

$f (10^{x} - 3) = \log (10^{x})$

解题步骤 4.3.4

使用对数规则把 $x$ 移到指数外部。

$f (10^{x} - 3) = x \log (10)$

解题步骤 4.3.5

$10$ 的对数底 $10$ 的值为 $1$ 。

$f (10^{x} - 3) = x \cdot 1$

解题步骤 4.3.6

将 $x$ 乘以 $1$ 。

$f (10^{x} - 3) = x$

解题步骤 4.4

由于 $f^{- 1} (f (x)) = x$ 和 $f (f^{- 1} (x)) = x$ ，因此 $f^{- 1} (x) = 10^{x} - 3$ 为 $f (x) = \log (x + 3)$ 的反函数。

$f^{- 1} (x) = 10^{x} - 3$

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