Wat is het domein en bereik van f (x) = (x + 5) / (x ^ 2 + 36)?

Wat is het domein en bereik van f (x) = (x + 5) / (x ^ 2 + 36)?
Anonim

Antwoord:

Het domein is # RR # (alle echte cijfers) en het bereik is # 5-sqrt (61)) / 72 (5 + sqrt (61)) / 72 #

(alle echte cijfers tussen en inclusief # (5-sqrt (61)) / 72 # en # (5 + sqrt (61)) / 72 #).

Uitleg:

In het domein beginnen we met alle reële getallen en verwijderen we alle getallen die ons zouden dwingen de vierkantswortel van een negatief getal te hebben, of een #0# in de noemer van een breuk.

In één oogopslag weten we dat als # x ^ 2> = 0 # voor alle echte nummers, # x ^ 2 + 36> = 36> 0 #. Dus de noemer zal dat niet zijn #0# voor elk reëel getal #X#, wat betekent dat het domein elk reëel getal bevat.

Voor het bereik is de eenvoudigste manier om de bovenstaande waarden te vinden enkele basisberekeningen. Hoewel het langer is, is het ook mogelijk om ze te vinden met alleen algebra, echter met de hieronder beschreven methode.

Beginnend met de functie #f (x) = (x + 5) / (x ^ 2 + 36) # we willen alle mogelijke waarden vinden van #f (x) #. Dit komt overeen met het vinden van het domein van de inverse functie # F ^ -1 (x) # (een functie met de eigenschap # f ^ -1 (f (x)) = f (f ^ -1 (x)) = 1 #)

Helaas is de inverse van #f (x) # in dit geval is dit geen functie, omdat deze 2 waarden retourneert, maar het idee is nog steeds hetzelfde. We zullen beginnen met de vergelijking #y = (x + 5) / (x ^ 2 + 36) # en oplossen voor #X# om het omgekeerde te vinden. Vervolgens zullen we kijken naar de mogelijke waarden van # Y # om het domein van het inverse, en dus het bereik van de oorspronkelijke functie te vinden.

Oplossen voor #X#:

#y = (x + 5) / (x ^ 2 + 36) #

# => y (x ^ 2 + 36) = x + 5 #

# => yx ^ 2 + 36y = x + 5 #

# => yx ^ 2 - x + (36y - 5) = 0 #

Het behandelen # Y # als constante passen we de kwadratische formule toe

# ax ^ 2 + bx + c = 0 => x = (-b + - sqrt (b ^ 2 - 4ac)) / (2a) #

verkrijgen

#x = (1 + - sqrt (1 - 4y (36y-5))) / (2y) #

We moeten nu het domein van de bovenstaande uitdrukking vinden (merk op dat het geen functie is vanwege de #+-#). Merk op dat door te delen door # Y # in de kwadratische formule verloren we de mogelijkheid van # Y = 0 #, wat duidelijk mogelijk is in de oorspronkelijke vergelijking (voor #x = -5 #). Dus zullen we de # Y # in de noemer van de inverse en alleen focus op de vierkantswortel.

Zoals eerder vermeld, laten we de vierkantswortel van een waarde kleiner dan 0 niet toe, en daarom hebben we de beperking

# 1 - 4y (36y-5)> = 0 #

# => -144y ^ 2 + 20y + 1> = 0 #

De kwadratische formule gebruiken # -144y ^ 2 + 20y + 1 = 0 # we vinden, na enige vereenvoudiging, #y = (5 + -sqrt (61)) / 72 #

Ten slotte kunnen we dat als volgt zeggen # | Y | # groeit groot, # -144y ^ 2 + 20y + 1 # zal minder zijn dan #0#. We houden dus alleen rekening met het interval tussen

#y = (5-sqrt (61)) / 72 # en #y = (5 + sqrt (61)) / 72 #

Dus de toegestane waarden voor # Y #, en dus het bereik voor #f (x) #, is

# 5-sqrt (61)) / 72 (5 + sqrt (61)) / 72 #