题目
[题目]求 =sqrt (arcsin (2x-1)) 的值域。

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查复合函数的值域求解,涉及反三角函数(反余弦函数)的定义域与值域,以及平方根函数的性质。
解题核心思路:
- 确定内层函数的定义域:反余弦函数 $\arccos(2x-1)$ 的定义域要求 $2x-1 \in [-1,1]$,从而得到 $x$ 的范围。
- 分析内层函数的值域:$\arccos(2x-1)$ 的值域为 $[0, \pi]$。
- 结合外层函数的性质:平方根函数 $\sqrt{\cdot}$ 的输入需非负,且其值域由内层函数的值域直接决定。
破题关键点:
- 反余弦函数的值域:$\arccos(z)$ 的值域为 $[0, \pi]$,当 $z \in [-1,1]$ 时。
- 平方根函数的单调性:$\sqrt{t}$ 在 $t \geq 0$ 时单调递增,因此值域由 $t$ 的最小值和最大值直接确定。
步骤1:确定反余弦函数的定义域
反余弦函数 $\arccos(2x-1)$ 的定义域要求:
$-1 \leq 2x-1 \leq 1$
解不等式:
- 下限:$2x-1 \geq -1 \implies 2x \geq 0 \implies x \geq 0$;
- 上限:$2x-1 \leq 1 \implies 2x \leq 2 \implies x \leq 1$;
因此,定义域为:
$x \in [0, 1]$
步骤2:分析反余弦函数的值域
当 $2x-1$ 在 $[-1, 1]$ 内变化时,$\arccos(2x-1)$ 的值域为:
$[0, \pi]$
步骤3:结合平方根函数的值域
外层函数 $\sqrt{\arccos(2x-1)}$ 的输入 $\arccos(2x-1)$ 非负,因此:
- 最小值:当 $\arccos(2x-1) = 0$ 时,$\sqrt{0} = 0$;
- 最大值:当 $\arccos(2x-1) = \pi$ 时,$\sqrt{\pi}$;
故值域为:
$[0, \sqrt{\pi}]$