题目
[题目]设 (x+dfrac (1)(x))=(x)^2+dfrac (1)({x)^2}, 则f(x)= __

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查函数的定义与代数变形能力,需要学生理解函数的输入与输出关系,并通过变量替换将复杂表达式转化为标准形式。
解题核心思路:
- 变量替换:设中间变量 $t = x + \dfrac{1}{x}$,将原式中的表达式转化为关于 $t$ 的函数。
- 代数变形:利用平方公式展开 $t$,找到 $x^2 + \dfrac{1}{x^2}$ 与 $t$ 的关系。
- 定义域分析:明确 $t = x + \dfrac{1}{x}$ 的取值范围,确定最终函数 $f(x)$ 的定义域。
破题关键点:
- 平方展开:通过平方运算将 $x^2 + \dfrac{1}{x^2}$ 与 $t$ 关联。
- 不等式约束:利用基本不等式确定 $t$ 的取值范围,避免忽略定义域。
步骤1:设中间变量
设 $t = x + \dfrac{1}{x}$,则原式变为 $f(t) = x^2 + \dfrac{1}{x^2}$。
步骤2:代数变形
对 $t$ 平方:
$t^2 = \left( x + \dfrac{1}{x} \right)^2 = x^2 + 2 \cdot x \cdot \dfrac{1}{x} + \dfrac{1}{x^2} = x^2 + 2 + \dfrac{1}{x^2}$
整理得:
$x^2 + \dfrac{1}{x^2} = t^2 - 2$
因此,$f(t) = t^2 - 2$。
步骤3:确定定义域
当 $x > 0$ 时,由基本不等式 $x + \dfrac{1}{x} \geq 2$(当且仅当 $x = 1$ 时取等号);
当 $x < 0$ 时,令 $y = -x > 0$,则 $x + \dfrac{1}{x} = -\left( y + \dfrac{1}{y} \right) \leq -2$(当且仅当 $x = -1$ 时取等号)。
综上,$t \geq 2$ 或 $t \leq -2$,即 $f(x)$ 的定义域为 $x \geq 2$ 或 $x \leq -2$。