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KBAT · 函数

KBAT:关于函数的推理

函数的 KBAT 题考推理,不是背诵:你要决定像 gf(x)gf(x) 这样的复合顺序,找出它在哪里无定义,求反函数,并判断一个方程究竟有没有解。用到的技巧都是中四函数;高层次的部分在于自己选用它们,并正确读出结果。

为什么这是 KBAT 题

常规的函数题只给一条清楚的指令,'求 fg(x)fg(x)「或」求 f1(x)f^{-1}(x)',你只需执行一种技巧。KBAT 题把几个想法串在一起,要求你对结果作推理。

你可能要建立复合函数、判断它在哪里无定义、求反函数,再判断含这些函数的方程到底能不能解。这就是Kemahiran Berfikir Aras Tinggi,高层次思维:每一个单独步骤都是熟悉的中四内容,但你在陌生的顺序里遇到它们,而且没有人告诉你该用哪一个。

在 Add Math 里,这奖励的是真正理解函数在做什么的学生,输入如何映射到输出、为什么某个值会被禁止,而不是只会背程序的学生。

一道例题,试卷二风格

这是一道按 SPM 试卷二风格编写的原创题。请先自己做一遍,再看解答。

Q1[7 marks]

两个函数定义为 f(x)=2x+3f(x)=2x+3g(x)=xx1g(x)=\frac{x}{x-1}x1x\neq 1。(a) 求复合函数 gf(x)gf(x),并写出使 gf(x)gf(x) 无定义的 xx 值。

(b) 求反函数 f1(x)f^{-1}(x)。(c) 一名学生声称方程 gf(x)=1gf(x)=1 有实数解。

通过求解 gf(x)=1gf(x)=1,判断该说法是否正确,并解释你的结果代表什么。

Show worked solution

理解。 我们有一个线性函数 ff 和一个在 x=1x=1 处无定义的分式函数 gg

(a) 要求 gfgf,先做 ff,再做 gg,以及它失效的那个值。(b) 是线性函数的反函数。

(c) 问这个复合函数能否等于 11

计划。 对于 gf(x)gf(x),把 f(x)=2x+3f(x)=2x+3 代入 gg

复合函数在分母为零处无定义,那正好是 f(x)=1f(x)=1 的地方,也就是 gg 不能接受的输入。求反函数时,设 y=f(x)y=f(x),把 xx 解出来。

对于 (c),令 gf(x)=1gf(x)=1,老老实实地解。

执行并检验。 (a) 把 f(x)=2x+3f(x)=2x+3 作为 gg 的输入代入:

gf(x)=g(2x+3)=2x+3(2x+3)1=2x+32x+2gf(x)=g(2x+3)=\frac{2x+3}{(2x+3)-1}=\frac{2x+3}{2x+2}

当分母为零,即 2x+2=02x+2=0,得 x=1x=-1 时,复合函数无定义。(这正是使 f(x)=1f(x)=1 的值,也就是 gg 不允许接受的输入。)

(b) 设 y=2x+3y=2x+3。把 xx 解出,x=y32x=\frac{y-3}{2},所以

f1(x)=x32f^{-1}(x)=\frac{x-3}{2}

(c) 求解 gf(x)=1gf(x)=1

2x+32x+2=1    2x+3=2x+2    3=2\frac{2x+3}{2x+2}=1 \;\Rightarrow\; 2x+3=2x+2 \;\Rightarrow\; 3=2

3=23=2 是不可能的,所以没有任何 xx 值满足这个方程。因此该说法不正确gf(x)gf(x) 永远不等于 11

直线 y=1y=1gfgf 的水平渐近线,当 xx 变大时复合函数越来越接近 11,却始终达不到它。

检验。 取一个较大的值,x=100x=100gf(100)=2032021.005gf(100)=\frac{203}{202}\approx 1.005,接近 11 但不等于;而 gf(0)=32gf(0)=\frac{3}{2}

两个读数都与一个逼近 11 却达不到的值相符,所以结论成立。

如何找到合理的第一步

当函数题看起来纠结时,可靠的第一步是慢慢读符号,在动代数之前先把顺序定下来。gf(x)gf(x) 的意思是'先做 ff,再做 gg',所以 ff 的输出成为 gg 的输入。

在化简之前把这个代入明确写出来,g(f(x))g(f(x)),你就很少会不小心把顺序弄反。接着,留意每个函数带着的限制,因为这些限制会进入复合函数。

问一句:gg 被禁止的输入是什么?这里 gg 不能取 11,所以复合函数在 f(x)=1f(x)=1 的地方无定义。

在一开始就把顺序和限制点名,能把一道陌生的题变成一串普通的步骤,也保住了后面步骤所依赖的步骤分。

阅卷老师看重什么

评分是分步给分的,所以步骤分一行一行地给。对于函数推理题,阅卷老师会找:

  • 正确的复合顺序,gfgf 表示把 ff 代入 gg,弄反顺序是常丢的一分。
  • 复合函数写成一个化简后的表达式,如 2x+32x+2\frac{2x+3}{2x+2}
  • 无定义的值连同理由一起写出,分母为零,或 gg 不能接受该输入。
  • 用有效方法求反函数(设 y=f(x)y=f(x),把 xx 解出),答案以 xx 表示。
  • 推理部分一直推到矛盾 3=23=2,再由此得出清楚的结论。
  • 对结果的解读,'无解;y=1y=1 永远达不到',而不只是「没有答案」。

老师如何帮助你

函数推理进步最快,靠的是让学生把思路说出来并得到检查。在一对一课堂上,我们的老师会请你在动笔之前先说出顺序,在每个限制一出现就把它点名,并用文字说清一个答案代表什么。

学生通常匆匆带过的那一刻,从像 3=23=2 这样的矛盾跳到「所以无解」的结论,我们会把它放慢,因为这层解读能得分。spmaddmath.com.my 的老师经验丰富,课程在线进行,以英语授课。

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常见问题

fg(x)fg(x)gf(x)gf(x) 有什么区别?

顺序很重要。fg(x)fg(x) 表示'先做 gg,再做 ff',而 gf(x)gf(x) 表示'先做 ff,再做 gg'。

两者通常给出不同的表达式,所以弄反顺序是最常丢分之一,化简之前务必先明确写出 g(f(x))g(f(x))

复合函数的限制该怎么写?

复合函数继承其中每个函数的限制。问一句:内层函数的输出在哪里被外层函数禁止。

这里 gg 不能取输入 11,所以 gf(x)gf(x)f(x)=1f(x)=1 处无定义,即 x=1x=-1,正是使复合函数分母为零的那个值。

含函数的方程真的可能无解吗?

会。当求解 gf(x)=1gf(x)=1 化成像 3=23=2 这样不可能的式子时,就表示没有任何 xx 值成立。

从几何上看,值 11gfgf 的水平渐近线,图像逼近它却永不相触,所以方程没有实数解。

如果最后答案错了,我还能得分吗?

能。Add Math 试卷二为 2 小时 30 分钟100 分,评分是分步给分,步骤分一行一行地给。

清楚的复合函数、正确的限制和诚实的过程,即使后面一处失误改变了最终数字,也能拿到不错的分数。

来源:SRC-DSKP-ENSRC-FORMAT

作者 spmaddmath.com.my 编辑团队.· 最后更新 5 September 2026

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