题目
[题目]若 (x+dfrac (1)(x))=dfrac (x+{x)^3}(1+{x)^4} 求f(x).

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查函数的变量代换与化简能力,以及对函数定义域的分析。
解题核心思路:通过引入中间变量$t = x + \dfrac{1}{x}$,将原式中的分式表达式转化为关于$t$的函数,从而确定$f(t)$的表达式,最终替换变量得到$f(x)$。同时需注意定义域的限制。
破题关键点:
- 变量代换:令$t = x + \dfrac{1}{x}$,将原式中的分子和分母用$t$表示。
- 代数变形:通过分子分母同除以$x^2$,将分式转化为$\dfrac{t}{t^2 - 2}$。
- 定义域分析:利用不等式确定$t$的取值范围,进而确定$f(x)$的定义域。
步骤1:变量代换
令$t = x + \dfrac{1}{x}$,则原式变为:
$f(t) = \dfrac{x + x^3}{1 + x^4}$
步骤2:化简分式
将分子和分母同时除以$x^2$:
$f(t) = \dfrac{\dfrac{1}{x} + x}{\dfrac{1}{x^2} + x^2}$
步骤3:用$t$表示分子和分母
注意到:
- 分子$\dfrac{1}{x} + x = t$
- 分母$\dfrac{1}{x^2} + x^2 = \left(x + \dfrac{1}{x}\right)^2 - 2 = t^2 - 2$
因此:
$f(t) = \dfrac{t}{t^2 - 2}$
步骤4:确定定义域
由$t = x + \dfrac{1}{x}$,根据不等式:
- 当$x > 0$时,$t \geq 2$(当且仅当$x = 1$时取等)
- 当$x < 0$时,$t \leq -2$(当且仅当$x = -1$时取等)
因此,$t$的取值范围为$t \geq 2$或$t \leq -2$,即$f(x)$的定义域为$x \in (-\infty, -2] \cup [2, +\infty)$。