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数学
题目

y=ln(1-x)+(1)/(sqrt(3-x)) 定义域A. (-1,3)B. (1,3)C. [1,3]D. (-infty,1)

$y=\ln(1-x)+\frac{1}{\sqrt{3-x}}$ 定义域 A. $(-1,3)$ B. $(1,3)$ C. $[1,3]$ D. $(-\infty,1)$

题目解答

答案

我们来求函数:

$y = \ln(1 - x) + \frac{1}{\sqrt{3 - x}}$

的定义域,也就是使得这个表达式在实数范围内有意义的所有 $ x $ 的取值范围。

第一步:分析第一个部分 $\ln(1 - x)$

对数函数 $\ln(\cdot)$ 的定义要求真数大于 0,即:

$1 - x > 0$

解这个不等式:

$x < 1$

所以,$\ln(1 - x)$ 要求 $ x < 1 $。

第二步:分析第二个部分 $\frac{1}{\sqrt{3 - x}}$

这个表达式包含两个限制:

  1. 根号里的表达式必须大于等于 0:
    $3 - x \geq 0 \Rightarrow x \leq 3$

  2. 分母不能为 0,即 $\sqrt{3 - x} \ne 0$,所以:
    $3 - x \ne 0 \Rightarrow x \ne 3$

    同时,根号下还不能为负数,所以综合起来:
    $3 - x > 0 \Rightarrow x < 3$

    因为如果 $3 - x = 0$,根号为 0,分母为 0,不合法;如果 $3 - x < 0$,根号内为负数,在实数范围内无定义。

所以,$\frac{1}{\sqrt{3 - x}}$ 要求:
$x < 3$

第三步:综合两个条件

  • 从 $\ln(1 - x)$:$x < 1$
  • 从 $\frac{1}{\sqrt{3 - x}}$:$x < 3$

两个条件必须同时满足,所以取更严格的那个:

$x < 1$

但还要注意,$\frac{1}{\sqrt{3 - x}}$ 在 $x < 3$ 时有定义,而 $x < 1$ 是它的子集,所以只要满足 $x < 1$,第二部分自然满足(因为 $x < 1 < 3$)。

但是,我们还要确保根号内为正,即 $3 - x > 0$,在 $x < 1$ 时显然成立。

所以,两个条件同时满足的范围是:

$x < 1$

但还要注意:$\ln(1 - x)$ 中,$1 - x > 0$,即 $x < 1$,没有等于;
$\frac{1}{\sqrt{3 - x}}$ 中,$3 - x > 0$,即 $x < 3$,也没有等于。

所以最终定义域是:

$x < 1 \quad \text{且} \quad x < 3 \quad \Rightarrow \quad x < 1$

但还要注意:对数和根号都要求表达式有意义,但有没有下界?

我们再检查一下:比如当 $x \to -\infty$ 时:

  • $1 - x \to +\infty$,$\ln(1 - x)$ 有定义;
  • $3 - x \to +\infty$,$\sqrt{3 - x}$ 有定义,分母不为 0。

所以,只要 $x < 1$,两个部分都有定义。

因此,定义域是:

$(-\infty, 1)$

第四步:对比选项

A. $(-1, 3)$
B. $(1, 3)$
C. $[1, 3]$
D. $(-\infty, 1)$

正确答案是:D

✅ 答案:$\boxed{\text{D}}$

解析

本题考查函数定义域的求解,解题思路是分别分析函数中不同部分有意义的条件,然后取它们的交集得到整个函数的定义域。

1. 分析$\ln(1 - x)$有意义的条件

对于对数函数$\ln(u)$,其定义域要求真数$u>0$。
在函数$y = \ln(1 - x) + \frac{1}{\sqrt{3 - x}}$中,令$u = 1 - x$,则有$1 - x>0$。
解这个不等式:
$1 - x>0$,移项可得$-x>-1$,两边同时乘以$-1$,不等号方向改变,得到$x < 1$。

2. 分析$\frac{1}{\sqrt{3 - x}}$有意义的条件

对于$\frac{1}{\sqrt{v}}$,需要满足两个条件:

  • 根号下的数$v\geqslant0$,即$3 - x\geqslant0$,移项可得$-x\geqslant - 3$,两边同时乘以$-1$,不等号方向改变,得到$x\leqslant3$。
  • 分母不为$0$,即$\sqrt{3 - x}\neq0$,那么$3 - x\neq0$,解得$x\neq3$。
    综合这两个条件,实际上就是$3 - x>0$,移项可得$-x>-3$,两边同时乘以$-1$,不等号方向改变,得到$x < 3$。

3. 求两个条件的交集

要使函数$y = \ln(1 - x) + \frac{1}{\sqrt{3 - x}}$有意义,则$\ln(1 - x)$与$\frac{1}{\sqrt{3 - x}}$都要有意义,所以$x$需要同时满足$x < 1$和$x < 3$。
取这两个范围的交集,因为$x < 1$是$x < 3$的子集,所以同时满足两个条件的$x$的取值范围是$x < 1$。
用区间表示为$(-\infty,1)$。

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