Què és el domini i el rang de f (x) = (x + 5) / (x ^ 2 + 36)?

Què és el domini i el rang de f (x) = (x + 5) / (x ^ 2 + 36)?
Anonim

Resposta:

El domini és # RR # (tots els nombres reals) i l’interval és # 5-sqrt (61)) / 72, (5 + sqrt (61)) / 72

(tots els números reals entre i inclosos) # (5-sqrt (61)) / 72 # i # (5 + sqrt (61)) / 72 #).

Explicació:

Al domini, comencem amb tots els nombres reals i, a continuació, eliminem qualsevol que ens obligés a tenir l’arrel quadrada d’un nombre negatiu, o #0# en el denominador d'una fracció.

A simple vista, ho sabem # x ^ 2> = 0 # per a tots els nombres reals, # x ^ 2 + 36> = 36> 0 #. Així, no serà el denominador #0# per a qualsevol nombre real # x #, és a dir, el domini inclou tots els números reals.

Per al rang, la manera més senzilla de trobar els valors anteriors implica algun càlcul bàsic. Tot i que és més llarg, també és possible trobar-los utilitzant només àlgebra, però amb el mètode detallat a continuació.

Començant amb la funció #f (x) = (x + 5) / (x ^ 2 + 36) # volem trobar tots els valors possibles de #f (x) #. Això equival a trobar el domini de la funció inversa # f ^ -1 (x) # (una funció amb la propietat # f ^ -1 (f (x)) = f (f ^ -1 (x)) = 1)

Malauradament, la inversa de #f (x) # en aquest cas no és una funció, ja que retorna 2 valors, però, la idea segueix sent la mateixa. Començarem amb l’equació #y = (x + 5) / (x ^ 2 + 36) # i resoldre per # x # per trobar la inversa. A continuació, analitzarem els possibles valors de # y # per trobar el domini de la inversa, i per tant el rang de la funció original.

Resolució de # x #:

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

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

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

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

Tractar # y # com a constant, apliquem la fórmula quadràtica

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

obtenir

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

Ara hem de trobar el domini de l’expressió anterior (tingueu en compte que no és una funció a causa de l’expressió anterior) #+-#). Tingueu en compte que dividint per # y # en la fórmula quadràtica, hem perdut la possibilitat de # y = 0 #, que és clarament possible en l’equació original (per #x = -5 #). Per tant, ignorarem el # y # en el denominador de la inversa, i només se centren en l'arrel quadrada.

Com es va esmentar anteriorment, no estem permetent l’arrel quadrada d'un valor inferior a 0, per la qual cosa tenim la restricció

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

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

Utilitzant la fórmula quadràtica sobre # -144y ^ 2 + 20y + 1 = 0 # trobem, després d’una simplificació, #y = (5 + -sqrt (61)) / 72 #

Finalment, podem dir-ho com # | y | # es fa gran, # -144y ^ 2 + 20y + 1 # serà inferior a #0#. Així, només considerem l'interval entre

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

Així doncs, els valors permesos de # y #, i per tant l’interval de #f (x) #, és

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