考研数学:求函数定义域的方法
1. 整式函数
对于整式函数(如\(y = ax + b\)、\(y=ax^{2}+bx + c\)等多项式函数),其定义域为全体实数\(R\)。因为对于任意实数\(x\),整式函数都有确定的函数值。例如\(y = 3x^{2}-2x + 1\),\(x\)可以取任意实数。
2. 分式函数
对于分式函数\(y=\frac{f(x)}{g(x)}\),其定义域是使分母\(g(x)\neq0\)的实数\(x\)的集合。例如,对于函数\(y = \frac{1}{x - 1}\),要使函数有意义,则\(x-1\neq0\),即\(x\neq1\),所以该函数的定义域为\(\{x|x\in R,x\neq1\}\)。
3. 根式函数
偶次根式:对于函数\(y = \sqrt[n]{f(x)}\)(\(n\)为偶数),其定义域是使\(f(x)\geq0\)的实数\(x\)的集合。例如,对于函数\(y=\sqrt{x - 2}\),要使函数有意义,则\(x - 2\geq0\),即\(x\geq2\),所以其定义域为\([2,+\infty)\)。
奇次根式:对于函数\(y = \sqrt[n]{f(x)}\)(\(n\)为奇数),其定义域是使\(f(x)\)为实数的全体实数\(x\)的集合,因为奇次方根对被开方数的正负没有限制。例如,对于函数\(y=\sqrt[3]{x + 1}\),\(x\)可以取任意实数,定义域为\(R\)。
4. 对数函数
对于对数函数\(y=\log_{a}f(x)\)(\(a>0,a\neq1\)),其定义域是使\(f(x)>0\)的实数\(x\)的集合。例如,对于函数\(y = \log_{2}(x - 1)\),要使函数有意义,则\(x - 1>0\),即\(x>1\),所以其定义域为\((1,+\infty)\)。
5. 三角函数
正弦函数\(y = \sin x\)和余弦函数\(y=\cos x\):定义域为全体实数\(R\),因为对于任意实数\(x\),都能确定\(\sin x\)和\(\cos x\)的值。
正切函数\(y = \tan x\):其定义域是\(x\neq k\pi+\frac{\pi}{2},k\in Z\)。因为\(\tan x=\frac{\sin x}{\cos x}\),当\(x = k\pi+\frac{\pi}{2}\)时,\(\cos x = 0\),函数无定义。
余切函数\(y = \cot x\):其定义域是\(x\neq k\pi,k\in Z\)。因为\(\cot x=\frac{\cos x}{\sin x}\),当\(x = k\pi\)时,\(\sin x = 0\),函数无定义。
6. 反三角函数
反正弦函数\(y = \arcsin x\):其定义域是\([-1,1]\)。因为正弦函数的值域是\([-1,1]\),所以反正弦函数的定义域是\([-1,1]\)。
反余弦函数\(y=\arccos x\):其定义域是\([-1,1]\)。因为余弦函数的值域是\([-1,1]\),所以反余弦函数的定义域是\([-1,1]\)。
反正切函数\(y=\arctan x\):其定义域是\(R\),因为正切函数的值域是\(R\),所以反正切函数的定义域是全体实数。
反余切函数\(y = \text{arccot}x\):其定义域是\(R\),因为余切函数的值域是\(R\),所以反余切函数的定义域是全体实数。
7. 复合函数
对于复合函数\(y = f(g(x))\),首先要确定\(g(x)\)的定义域,然后在\(g(x)\)的定义域内确定使\(f(u)\)(令\(u = g(x)\))有意义的\(x\)的取值范围。例如,对于函数\(y=\sqrt{\log_{2}(x - 1)}\),先考虑\(\log_{2}(x - 1)\)的定义域为\(x>1\),再考虑\(\sqrt{u}\)(\(u=\log_{2}(x - 1)\))的定义域要求\(u\geq0\),即\(\log_{2}(x - 1)\geq0\),解得\(x\geq2\),所以函数\(y=\sqrt{\log_{2}(x - 1)}\)的定义域为\([2,+\infty)\)。