7.已知 f(x^2-1) 的定义域为 [(3)/(2),3],求 f(x) 的定义域.8.已知函数 f(x+1) 的定义域为 [-2,3),求函数 f((1)/(x)+1) 的定义域.9.已知函数 f(x) 的定义域为 (0,1],求函数 f(e^x) 的定义域.10.已知函数 f(x+1) 的定义域为 (-1,1],求函数 f(arctan x) 的定义域.
7.已知 $f(x^2-1)$ 的定义域为 $\left[\frac{3}{2},3\right]$,求 $f(x)$ 的定义域. 8.已知函数 $f(x+1)$ 的定义域为 $[-2,3)$,求函数 $f\left(\frac{1}{x}+1\right)$ 的定义域. 9.已知函数 $f(x)$ 的定义域为 $(0,1]$,求函数 $f(e^x)$ 的定义域. 10.已知函数 $f(x+1)$ 的定义域为 $(-1,1]$,求函数 $f(\arctan x)$ 的定义域.
题目解答
答案
解析
核心思路:函数定义域的求解关键在于理解变量替换后的取值范围。对于复合函数$f(g(x))$,其定义域由两步确定:
- 原函数$f$的定义域:通过已知条件确定$f$的参数范围;
- 新函数的参数限制:将新函数的参数表达式代入原定义域,解不等式求$x$的范围。
第7题
已知$f(x^2-1)$的定义域为$\left[\frac{3}{2},3\right]$,求$f(x)$的定义域。
确定$x^2-1$的取值范围
当$x \in \left[\frac{3}{2},3\right]$时:
- $x^2 \in \left[\left(\frac{3}{2}\right)^2, 3^2\right] = \left[\frac{9}{4}, 9\right]$
- $x^2 - 1 \in \left[\frac{9}{4}-1, 9-1\right] = \left[\frac{5}{4}, 8\right]$
结论:$f(x)$的定义域是$x^2-1$的取值范围,即$\left[\frac{5}{4}, 8\right]$。
第8题
已知$f(x+1)$的定义域为$[-2,3)$,求$f\left(\frac{1}{x}+1\right)$的定义域。
确定$f$的定义域
$f(x+1)$中$x \in [-2,3)$,则$x+1 \in [-1,4)$,故$f$的定义域为$[-1,4)$。
解$\frac{1}{x}+1 \in [-1,4)$
$-1 \leq \frac{1}{x} + 1 < 4 \quad \Rightarrow \quad -2 \leq \frac{1}{x} < 3$
分情况讨论:
-
$\frac{1}{x} \geq -2$
- $x > 0$时,$\frac{1}{x} \geq -2$恒成立;
- $x < 0$时,$\frac{1}{x} \geq -2 \Rightarrow x \leq -\frac{1}{2}$。
-
$\frac{1}{x} < 3$
- $x > 0$时,$\frac{1}{x} < 3 \Rightarrow x > \frac{1}{3}$;
- $x < 0$时,$\frac{1}{x} < 3$恒成立。
合并条件:
- $x > 0$时,需满足$x > \frac{1}{3}$;
- $x < 0$时,需满足$x \leq -\frac{1}{2}$。
结论:定义域为$\left(-\infty, -\frac{1}{2}\right] \cup \left(\frac{1}{3}, \infty\right)$。
第9题
已知$f(x)$的定义域为$(0,1]$,求$f(e^x)$的定义域。
保证$e^x \in (0,1]$
$e^x \leq 1 \quad \Rightarrow \quad x \leq 0$
结论:定义域为$(-\infty, 0]$。
第10题
已知$f(x+1)$的定义域为$(-1,1]$,求$f(\arctan x)$的定义域。
确定$f$的定义域
$f(x+1)$中$x \in (-1,1]$,则$x+1 \in (0,2]$,故$f$的定义域为$(0,2]$。
解$\arctan x \in (0,2]$
- $\arctan x$的值域为$\left(-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}\right)$,而$\frac{\pi}{2} \approx 1.57 < 2$;
- 实际有效范围为$\arctan x \in (0, \frac{\pi}{2})$,对应$x \in (0, \infty)$。
结论:定义域为$(0, \infty)$。