求函数表达式的常用方法包括以下几种:
定义法
通过研究自变量与函数之间的等量关系,确定自变量的取值范围,从而建立函数关系式。
配方法
当函数表达式较为复杂时,可以通过配方法将其转化为更易处理的形式。例如,将$f(x+2)=x^2+x+2$转化为$f(x)$的形式。
由未知出发的转化
通常设一个函数来求这个函数的系数。例如,设$f(x)=ax^2+bx+c$,然后通过代入已知条件求解系数$a$、$b$和$c$。
变量代换法
由已知条件$f[g(x)]=F(x)$,可令$t=g(x)$,然后反解出$x=g^{-1}(t)$,代入$F(x)$即可得到$f(t)$的表达式。例如,令$t=e^x-1$,求解$f(x)$。
拼凑法
将等号两端的表达式拼凑成相同的形式,从而求解函数表达式。例如,已知$f(x+1)=x^2+1$,通过拼凑得到$f(x)=-1$。
引入新的字母进行转化
通过引入新的变量将复杂函数表达式转化为简单形式。例如,已知$f(3x-1)=9x+8$,设$t=3x-1$,则$f(t)=1-x$。
多项式相等的法则确定系数
当函数表达式为多项式时,可以通过比较系数求解未知数。例如,已知$f\{f[f(x)]\}=27x+26$,设$f(x)=ax+b$,通过比较系数得到$a=3$,$b=2$,从而$f(x)=3x+2$。
构造方程组法
根据题目条件构造方程组,然后通过消元法求解函数表达式。例如,已知$3f(x-1)+2f(1-x)=2x$,设$t=x-1$,构造方程组并求解$f(t)$。
这些方法在实际应用中可以根据具体问题的特点进行选择和组合,以达到快速准确求解函数表达式的目的。