要找到函数 $y = x^2$ 的反函数,我们首先需要明确原函数的定义域和值域。
函数 $y = x^2$ 的定义域是全体实数集 $R$,但值域是非负实数集 $[0, +\infty)$,因为任何实数的平方都是非负的。
为了找到反函数,我们需要交换 $x$ 和 $y$ 的位置,并解出 $y$:
$x = y^2$
为了解出 $y$,我们需要考虑 $x$ 的正负性。因为 $y^2 = x$,所以 $y$ 可以是 $\sqrt{x}$ 或 $-\sqrt{x}$。但由于原函数的值域是非负的,我们通常只考虑非负的平方根。
然而,如果我们希望反函数能够反映原函数在整个定义域上的行为(即包括负值),我们需要将反函数定义为分段函数:
$y = \begin{cases}
\sqrt{x}, & \text{if } x \geq 0 \\
-\sqrt{x}, & \text{if } x < 0
\end{cases}$
但通常,当我们说“$y = x^2$ 的反函数”时,我们指的是在非负实数集上的反函数,即:
$y = \sqrt{x}, \quad \text{for } x \geq 0$
这是因为原函数 $y = x^2$ 在非负实数集上是单调递增的,因此存在反函数。而在全体实数集上,由于 $y = x^2$ 不是单调的,所以不存在一个唯一的反函数。
所以,严格来说,“$y = x^2$ 的反函数”在非负实数集上是 $y = \sqrt{x}$。