求有理函数的定义域

分步问题、解答与图象解释

有理函数定义为两个多项式的比值。定义域包含所有的实数,但使分母等于零的数值除外。

除以零

函数 $y = \frac{1}{x}$ 仅在 $x \neq 0$ 时有定义。用区间表示法,其定义域为 $(-\infty, 0) \cup (0, \infty)$。如下图所示,该函数在垂直线 $x = 0$ 处无定义。

y = 1/x 的图象

已解答示例

示例 1:一次分母

求函数的定义域: \[ f(x) = \dfrac{1}{x - 2} \]

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该函数在分母为零的地方无定义:

\[ x - 2 = 0 \quad \Rightarrow \quad x = 2 \]

定义域:除 $x = 2$ 以外的所有实数。

\[ (-\infty, 2) \cup (2, \infty) \] 示例 1 图象

示例 2:已因式分解的二次分母

求函数的定义域: \[ f(x) = \dfrac{x + 3}{(x - 1)(x + 2)} \]

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如果任一因式为零,则分母为零:

\[ (x - 1) = 0 \quad \text{或} \quad (x + 2) = 0 \] \[ x = 1, \quad x = -2 \]

定义域:$(-\infty, -2) \cup (-2, 1) \cup (1, \infty)$。

示例 2 图象

示例 3:平方差

求函数的定义域: \[ f(x) = \dfrac{1}{x^2 - 4} \]

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令分母为零并进行因式分解:

\[ x^2 - 4 = 0 \quad \Rightarrow \quad (x - 2)(x + 2) = 0 \] \[ x = 2, \quad x = -2 \]

定义域:$(-\infty, -2) \cup (-2, 2) \cup (2, \infty)$。

示例 3 图象

示例 4:三项式分母

求函数的定义域: \[ f(x) = \dfrac{x + 1}{x^2 + x - 2} \]

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将三项式分母因式分解:

\[ x^2 + x - 2 = (x + 2)(x - 1) \]

分母在 $x = -2$ 和 $x = 1$ 时为零。

定义域:$(-\infty, -2) \cup (-2, 1) \cup (1, \infty)$。

示例 4 图象

示例 5:不可约二次分母

求函数的定义域: \[ f(x) = \dfrac{x^2 - 1}{x^2 + x + 5} \]

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使用判别式($\Delta$)检查 $x^2 + x + 5 = 0$ 是否有实数根:

\[ \Delta = b^2 - 4ac = (1)^2 - 4(1)(5) = -19 \]

由于 $\Delta < 0$,没有使分母为零的实数值。

定义域:所有实数,$(-\infty, \infty)$。

示例 5 图象

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