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FFFKKJ

捐助贵宾 (正式写手)

[求助] 在定义域内单调的函数,为什么无法得到其反函数的解析解 已有3人参与

原函数如下:

y=3*x/(2+x^3)

此函数在区间[0,1]内是单调的,我希望知道这个函数在这个区间的反函数的表达式。

利用MATLAB计算得到的结果:

((1 - 1/y^3)^(1/2) - 1)^(1/3) + 1/(y*((1 - 1/y^3)^(1/2) - 1)^(1/3))

但这个结果返回去对应不上。

例如:原函数x=0.1时,y=0.1499; 把y=0.1499 代入反函数,结果却为虚数1.3680 + 0.0000i。因为1 - 1/y^3是个负数,但却对它开二次方。

这是什么原因造成的呢?有没有大神能解释下或者支个招应该如何求解?
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

终之太刀—晓

铁杆木虫 (著名写手)

数学爱好者

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
举一个很简单的例子,y=e^x+lnx这个函数在定义域上单调递增,显然它的反函数的解析表达式不存在。
PreferenceforMathematics
5楼2017-08-19 19:38:13
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maolo927

银虫 (正式写手)

反函数存在和反函数的解析表达式存在是两回事。
6楼2017-08-20 08:32:00
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你是谁呀,是

新虫 (正式写手)

反函数存在性与能否为显函数,这根本不是一回事,单调性保证了反函数存在,但不能保证能表达为显函数。

发自小木虫Android客户端
8楼2017-08-20 12:34:59
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普通回帖
2楼2017-08-18 11:32:19
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wurongjun

专家顾问 (职业作家)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
感谢参与,应助指数 +1
FFFKKJ: 金币+5, 有帮助, 感谢 2017-08-22 17:20:21
Matlab解出来的是:
>> solve(f,'x')

ans =

[                                                                                                    1/y*((-y+((-1+y^3)/y)^(1/2))*y^2)^(1/3)+1/((-y+((-1+y^3)/y)^(1/2))*y^2)^(1/3)]
[ -1/2/y*((-y+((-1+y^3)/y)^(1/2))*y^2)^(1/3)-1/2/((-y+((-1+y^3)/y)^(1/2))*y^2)^(1/3)+1/2*i*3^(1/2)*(1/y*((-y+((-1+y^3)/y)^(1/2))*y^2)^(1/3)-1/((-y+((-1+y^3)/y)^(1/2))*y^2)^(1/3))]
[ -1/2/y*((-y+((-1+y^3)/y)^(1/2))*y^2)^(1/3)-1/2/((-y+((-1+y^3)/y)^(1/2))*y^2)^(1/3)-1/2*i*3^(1/2)*(1/y*((-y+((-1+y^3)/y)^(1/2))*y^2)^(1/3)-1/((-y+((-1+y^3)/y)^(1/2))*y^2)^(1/3))]
你取第一个不合适吧!
可以考虑用牛顿迭代法!
善恶到头终有报,人间正道是沧桑.
3楼2017-08-18 23:55:49
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peterflyer

木虫之王 (文学泰斗)

peterflyer


【答案】应助回帖

★ ★
感谢参与,应助指数 +1
FFFKKJ: 金币+2, 有帮助, 感谢 2017-08-22 17:20:57
函数是单调寒酸,其反函数不一定是单调函数。就楼主这个问题,可借助一元三次方程求根公式得到解析解。而在复数域里对应于一个y的值可能有三个x的根相对应。
4楼2017-08-19 11:54:53
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7楼2017-08-20 12:11:48
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终之太刀—晓

铁杆木虫 (著名写手)

数学爱好者

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
FFFKKJ: 金币+10, ★★★很有帮助, 非常感谢 2017-08-22 17:13:21
若楼主真想计算它的反函数,可以采用图下的公式。
它是用级数的形式给出反函数的表达式的:
在定义域内单调的函数,为什么无法得到其反函数的解析解
捕获.PNG

PreferenceforMathematics
9楼2017-08-20 14:52:12
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FFFKKJ

捐助贵宾 (正式写手)

引用回帖:
9楼: Originally posted by 终之太刀—晓 at 2017-08-20 14:52:12
若楼主真想计算它的反函数,可以采用图下的公式。
它是用级数的形式给出反函数的表达式的:

捕获.PNG

非常感谢 我求解这个反函数的目的 是需要用这个反函数继续做符号运算 然后求不定积分的解析解

如果采用您给的这个方法 可能后面求不定积分又会比较麻烦?

现在采用的方法是笨一点的。。。直接用MATLAB在这个区间上拟合反函数的曲线,得到一个多项式,精度损失一些,但比较利于后续的积分运算。

非常感谢您的帮助!
10楼2017-08-22 17:16:12
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