本题导读
本题考查反函数的性质以及复合函数单调性的应用。核心逻辑在于利用原函数的单调性确定反函数的定义域和单调性,进而判定目标加法函数的单调性来求最大值。
📌【题干】
Question
(2015年上海卷(理)) 设 为 的反函数,则 的最大值为 .
🔍【思路分析】
破题导航
- 分析原函数 的性质:
- 指数部分 为增函数,线性部分 也为增函数,故 在 上是单调递增的。
- 计算端点值:,。
- 结论:原函数的值域为 。
- 确定反函数 的性质:
- 根据反函数性质:反函数的定义域是原函数的值域,即 的定义域为 。
- 反函数的单调性与原函数一致,故 在其定义域上也是单调递增的。
- 分析目标函数 :
- 目标函数由两个增函数相加构成,根据增函数的性质,和函数在公共定义域上也是单调递增的。
- 确定公共定义域: 定义域为 , 定义域为 ,交集为 。
- 求解最大值:在区间 上,最大值必在右端点 处取得。
✅【答案】
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4
✍【详细解析】
Abstract
第一步:判定 的单调性与值域 因为 和 在 上均单调递增, 所以 在 上单调递增。 当 时,; 当 时,。 即 的值域为 。
第二步:确定 的特征 由反函数性质可知, 的定义域为 ,且在其定义域上单调递增。 同时,(因为 )。
第三步:求目标函数的最大值 设 ,其定义域为 。 由于 和 均在 上单调递增, 所以 在 上单调递增。 当 时, 取得最大值:
答案:4
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:原函数与反函数单调性相同;反函数的定义域是原函数的值域;增函数 + 增函数 = 增函数。
- 核心方法:单调性法。本题无需通过繁琐的代数手段解出反函数的具体解析式(实际上也很难解出),利用性质判定即可。
- 避坑指南:必须先确定公共定义域。虽然本题在 处取得最大值,但如果要求的区间不包含 2,则结果会完全不同。
📖【试题探源与推广】
Tip
*结论推广: 若 为增函数,则 在公共定义域上恒为增函数。
- 相关知识点:反函数的导数关系、函数图像关于 对称。
🔗【关联脉络】
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