函数的定义域与值域

本教程分步讲解如何求实值函数的定义域与值域,并给出详细解答。首先确立这两个概念的定义。基本函数的定义域与值域表可能有助于回答下面的问题。

函数定义域的定义: 对于由含变量 \( x \) 的表达式定义的函数 \( f \),其隐含定义域是所有使定义函数的表达式取实值的实数变量 \( x \) 的集合。定义域也可以显式给出。你可以查看分步计算器求函数的定义域。

函数值域的定义: \( f \) 的值域是当 \( x \) 在其定义域内取值时函数所取的所有值的集合。本网站还包含分步计算器求函数的值域。

带详细解答的示例

例 1:有理函数的定义域

求以下定义的函数 \( f \) 的定义域:

\[ f(x) = \dfrac{1}{x-1} \]

解答:

\( x \) 可以取任何实数,但 1 除外,因为 \( x = 1 \) 会使分母等于零,而数学中不允许除以零。因此,区间记法下的定义域为:

\[ (-\infty, 1) \cup (1, +\infty) \]

例 2:根式函数的定义域

求以下定义的函数 \( f \) 的定义域:

\[ f(x) = \sqrt{2x-8} \]

解答:

定义函数 \( f \) 的表达式中含有平方根。为使函数取实值,根号下的表达式必须满足条件:

\[ 2x - 8 \geq 0 \]

解此线性不等式:

\[ 2x \geq 8 \implies x \geq 4 \]

区间记法下的定义域为:

\[ [4, +\infty) \]

例 3:有理函数与根式函数的定义域

求以下定义的函数 \( f \) 的定义域:

\[ f(x) = \dfrac{\sqrt{-x}}{(x-3)(x+5)} \]

解答:

1. 平方根下的表达式必须满足:

\[ -x \geq 0 \implies x \leq 0 \]

2. 分母不能为零:

\[ (x-3)(x+5) \neq 0 \implies x \neq 3 \text{ 且 } x \neq -5 \]

合并这些条件(\( x \leq 0 \) 且排除 \( x = -5 \)),\( f \) 的定义域为:

\[ (-\infty, -5) \cup (-5, 0] \]

例 4:二次函数的值域

求以下定义的函数 \( f \) 的值域:

\[ f(x) = x^2 - 2 \]

解答:

该函数的定义域是所有实数的集合。值域是当 \( x \) 变化时 \( f(x) \) 所取的值的集合。如果 \( x \) 是实数,则 \( x^2 \) 或为正或为零:

\[ x^2 \geq 0 \]

两边减去 2:

\[ x^2 - 2 \geq -2 \]

这表明 \( x^2 - 2 \) 取所有大于或等于 -2 的值。\( f \) 的值域为:

\[ [-2, +\infty) \]

\( f \) 的图像也有助于理解值域。注意抛物线的最低点的 \( y \) 值为 -2。

例 4 中函数的图像

带答案的配套练习

配套练习 1

求以下定义的函数 \( f \) 的定义域:

\[ f(x) = -\dfrac{1}{x + 3} \]

答案:

函数 \( f \) 的定义域是 \( x \) 在以下区间内所有值的集合:

\[ (-\infty, -3) \cup (-3, +\infty) \]

配套练习 2

求以下定义的函数 \( f \) 的定义域:

\[ f(x) = \sqrt{-x + 9} \]

答案:

函数 \( f \) 的定义域是 \( x \) 在以下区间内所有值的集合:

\[ (-\infty, 9] \]

配套练习 3

求以下定义的函数 \( f \) 的定义域:

\[ f(x) = \dfrac{\sqrt{-x + 2}}{(x + 1)(x + 9)} \]

答案:

函数 \( f \) 的定义域是 \( x \) 在以下区间内所有值的集合:

\[ (-\infty, -9) \cup (-9, -1) \cup (-1, 2] \]

配套练习 4

求以下定义的函数 \( f \) 的值域:

\[ f(x) = x^2 + 3 \]

答案:

函数 \( f \) 的值域是 \( f(x) \) 在以下区间内所有值的集合:

\[ [3, +\infty) \]

更多参考与链接

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