题目
已知 (x)=sin x, [ f(x)] =1-(x)^2, 则φ(x)的定义域为 __

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查函数定义域的求解,结合反三角函数的定义域条件,以及不等式的解法。
解题核心思路:
- 明确复合函数关系:题目中给出$f(\varphi(x)) = 1 - x^2$,其中$f(x) = \sin x$,因此等式可转化为$\sin(\varphi(x)) = 1 - x^2$。
- 利用反三角函数定义域:为了使$\varphi(x)$存在,右边的$1 - x^2$必须满足$\sin$函数的值域$[-1, 1]$,从而建立不等式求解$x$的范围。
- 解不等式确定定义域:通过解不等式$-1 \leq 1 - x^2 \leq 1$,最终得到$x$的取值范围。
步骤1:建立不等式条件
因为$\sin(\varphi(x)) = 1 - x^2$,而$\sin$函数的值域为$[-1, 1]$,所以右边的$1 - x^2$必须满足:
$-1 \leq 1 - x^2 \leq 1.$
步骤2:解不等式
-
左边不等式:
$-1 \leq 1 - x^2 \implies -x^2 \geq -2 \implies x^2 \leq 2.$
解得:
$-\sqrt{2} \leq x \leq \sqrt{2}.$ -
右边不等式:
$1 - x^2 \leq 1 \implies -x^2 \leq 0 \implies x^2 \geq 0.$
该不等式对所有实数$x$成立。
步骤3:综合结果
结合上述结果,$x$的取值范围为:
$-\sqrt{2} \leq x \leq \sqrt{2}.$
因此,$\varphi(x)$的定义域为$[-\sqrt{2}, \sqrt{2}]$。