下列各对函数中相同的是()(A) y=(x^2-16)/(x-4), y=x+4(B) y=sqrt(x^2), y=x(C) y=lg x^4, y=4lg x(D) y=sqrt[3](x^4-x^3), y=x(x-1)^(1)/(3)
下列各对函数中相同的是() (A) $y=\frac{x^2-16}{x-4}$, $y=x+4$ (B) $y=\sqrt{x^2}$, $y=x$ (C) $y=\lg x^4$, $y=4\lg x$ (D) $y=\sqrt[3]{x^4-x^3}$, $y=x(x-1)^{\frac{1}{3}}$
题目解答
答案
我们来逐项分析选项中每对函数是否相同。判断两个函数是否相同,需满足以下两个条件:
- 定义域相同;
- 对应法则相同(即对于定义域中的每一个 $x$,两个函数的输出值相同)。
选项 (A)
- 函数1:$ y = \frac{x^2 - 16}{x - 4} $
- 函数2:$ y = x + 4 $
分析:
我们先对第一个函数进行化简:
$\frac{x^2 - 16}{x - 4} = \frac{(x - 4)(x + 4)}{x - 4}$
当 $ x \ne 4 $ 时,可以约分:
$\frac{(x - 4)(x + 4)}{x - 4} = x + 4$
但注意:原函数在 $ x = 4 $ 处无定义(分母为0),而第二个函数 $ y = x + 4 $ 在 $ x = 4 $ 处是有定义的。
因此,两个函数的定义域不同,第一个函数在 $ x = 4 $ 处不定义,而第二个函数定义在整个实数集。
结论:不同函数。
选项 (B)
- 函数1:$ y = \sqrt{x^2} $
- 函数2:$ y = x $
分析:
我们知道:
$\sqrt{x^2} = |x|$
所以第一个函数实际上是:
$y = |x|$
而第二个函数是:
$y = x$
显然,这两个函数不相同,因为它们的输出值在负数区域不同。
结论:不同函数。
选项 (C)
- 函数1:$ y = \lg x^4 $
- 函数2:$ y = 4 \lg x $
分析:
我们利用对数恒等式:
$\lg x^4 = 4 \lg x \quad \text{(当 } x > 0 \text{ 时成立)}$
所以,两个函数在 $ x > 0 $ 的范围内是相等的。
但是注意:函数1 $ \lg x^4 $ 的定义域是 $ x \ne 0 $,因为 $ x^4 > 0 $ 对于所有 $ x \ne 0 $ 成立;
而函数2 $ 4 \lg x $ 的定义域是 $ x > 0 $,因为 $ \lg x $ 只在正数有定义。
因此,两个函数的定义域不同,一个是 $ x \ne 0 $,一个是 $ x > 0 $。
结论:不同函数。
选项 (D)
- 函数1:$ y = \sqrt[3]{x^4 - x^3} $
- 函数2:$ y = x(x - 1)^{1/3} $
分析:
我们尝试将第一个函数进行因式分解:
$x^4 - x^3 = x^3(x - 1)$
所以:
$\sqrt[3]{x^4 - x^3} = \sqrt[3]{x^3(x - 1)} = x \cdot \sqrt[3]{x - 1}$
而第二个函数是:
$x(x - 1)^{1/3}$
我们看到,两个函数的表达式完全一致:
$\sqrt[3]{x^4 - x^3} = x(x - 1)^{1/3}$
并且两个函数的定义域也相同:
- 第一个函数:$ x \in \mathbb{R} $,因为立方根在实数范围内对任何实数都有定义;
- 第二个函数:$ x \in \mathbb{R} $,因为 $ (x - 1)^{1/3} $ 也是对所有实数定义的。
结论:两个函数完全相同。
✅ 最终答案:(D)
总结:
- (A):定义域不同;
- (B):输出不同;
- (C):定义域不同;
- (D):表达式相同,定义域相同,函数相同。
答案: $\boxed{D}$