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8.8: 在函数中使用自由基

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    203964
  • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    学习目标

    在本节结束时,您将能够:

    • 评估激进函数
    • 找到激进函数的域
    • 图表激进函数

    在开始之前,请参加这个准备测验。

    1. 解决:\(1−2x≥0\)
      如果你错过了这个问题,请查看示例 2.50。
    2. 对于\(f(x)=3x−4\),评估\(f(2),f(−1),f(0)\)
      如果您错过了此问题,请查看示例 3.48。
    3. 图表\(f(x)=\sqrt{x}\)。 用区间表示法陈述函数的域和范围。
      如果你错过了这个问题,请查看示例 3.56。

    评估激进函数

    在本节中,我们将扩展我们之前的函数研究范围,将激进分子包括在内。 如果一个函数是由激进表达式定义的,我们称之为激进函数

    • 平方根函数是\(f(x)=\sqrt{x}\)
    • 立方根函数是\(f(x)=\sqrt[3]{x}\)
    定义\(\PageIndex{1}\): radical function

    激进函数是由激进表达式定义的函数。

    为了评估激进函数,我们发现给定值的值为,\(x\)就像我们在之前使用函数时所做的那样。\(f(x)\)

    示例\(\PageIndex{1}\)

    对于该函数\(f(x)=\sqrt{2 x-1}\),请找到

    1. \(f(5)\)
    2. \(f(-2)\)

    解决方案

    一个。

    \(f(x)=\sqrt{2 x-1}\)

    要进行评估\(f(5)\),请\(5\)替换\(x\)

    \(f(5)=\sqrt{2 \cdot 5-1}\)

    简化。

    \(f(5)=\sqrt{9}\)

    取平方根。

    \(f(5)=3\)

    b。

    \(f(x)=\sqrt{2 x-1}\)

    要进行评估\(f(-2)\),请\(-2\)替换\(x\)

    \(f(-2)=\sqrt{2(-2)-1}\)

    简化。

    \(f(-2)=\sqrt{-5}\)

    由于负数的平方根不是实数,因此该函数的值不在\(x=-2\)

    练习\(\PageIndex{1}\)

    对于该函数\(f(x)=\sqrt{3 x-2}\),请找到

    1. \(f(6)\)
    2. \(f(0)\)
    回答
    1. \(f(6)=4\)
    2. 此处没有价值\(x=0\)
    练习\(\PageIndex{2}\)

    对于该函数\(g(x)=\sqrt{5x+5}\),请找到

    1. \(g(4)\)
    2. \(g(-3)\)
    回答
    1. \(g(4)=5\)
    2. 此处没有价值\(f(-3)\)

    我们按照相同的程序来评估立方根值。

    示例\(\PageIndex{2}\)

    对于该函数\(g(x)=\sqrt[3]{x-6}\),请找到

    1. \(g(14)\)
    2. \(g(-2)\)

    解决方案

    一个。

    \(g(x)=\sqrt[3]{x-6}\)

    要进行评估\(g(14)\),请\(14\)替换\(x\)

    \(g(14)=\sqrt[3]{14-6}\)

    简化。

    \(g(14)=\sqrt[3]{8}\)

    取立方体根。

    \(g(14)=2\)

    b。

    \(g(x)=\sqrt[3]{x-6}\)

    要进行评估\(g(-2)\),请\(-2\)替换\(x\)

    \(g(-2)=\sqrt[3]{-2-6}\)

    简化。

    \(g(-2)=\sqrt[3]{-8}\)

    取立方体根。

    \(g(-2)=-2\)

    练习\(\PageIndex{3}\)

    对于该函数\(g(x)=\sqrt[3]{3 x-4}\),请找到

    1. \(g(4)\)
    2. \(g(1)\)
    回答
    1. \(g(4)=2\)
    2. \(g(1)=-1\)
    练习\(\PageIndex{4}\)

    对于该函数\(h(x)=\sqrt[3]{5 x-2}\),请找到

    1. \(h(2)\)
    2. \(h(-5)\)
    回答
    1. \(h(2)=2\)
    2. \(h(-5)=-3\)

    下一个例子有第四个根源。

    示例\(\PageIndex{3}\)

    对于该函数\(f(x)=\sqrt[4]{5 x-4}\),请找到

    1. \(f(4)\)
    2. \(f(-12)\)

    解决方案

    一个。

    \(f(x)=\sqrt[4]{5 x-4}\)

    要进行评估\(f(4)\),请\(4\)替换\(x\)

    \(f(4)=\sqrt[4]{5 \cdot 4-4}\)

    简化。

    \(f(4)=\sqrt[4]{16}\)

    取第四根根。

    \(f(4)=2\)

    b。

    \(f(x)=\sqrt[4]{5 x-4}\)

    要进行评估\(f(-12)\),请\(-12\)替换\(x\)

    \(f(-12)=\sqrt[4]{5(-12)-4}\)

    简化。

    \(f(-12)=\sqrt[4]{-64}\)

    由于负数的第四个根不是实数,因此该函数的值不在\(x=-12\)

    练习\(\PageIndex{5}\)

    对于该函数\(f(x)=\sqrt[4]{3 x+4}\),请找到

    1. \(f(4)\)
    2. \(f(-1)\)
    回答
    1. \(f(4)=2\)
    2. \(f(-1)=1\)
    练习\(\PageIndex{6}\)

    对于该函数\(g(x)=\sqrt[4]{5 x+1}\),请找到

    1. \(g(16)\)
    2. \(g(3)\)
    回答
    1. \(g(16)=3\)
    2. \(g(3)=2\)

    找到激进函数的域

    为了找到自由基函数的范围,我们使用自由基的特性。 对于指数为偶数的激进,我们说激进数必须大于或等于零,因为即使是负数的根也不是实数。 对于奇数索引,基数可以是任何实数。 我们在这里重述这些属性以供参考。

    的属性\(\sqrt[n]{a}\)

    什么时候\(n\)数,并且:

    • \(a \geq 0\),则\(\sqrt[n]{a}\)是一个实数。
    • \(a<0\)\(\sqrt[n]{a}\)则不是实数。

    如果\(n\)数,\(\sqrt[n]{a}\)则是所有值的实数\(a\)

    因此,为了找到具有偶数索引的激进函数的域,我们将基数设置为大于或等于零。 对于奇数索引部首,基数可以是任何实数。

    自由基函数的域

    当激进的索引数时,基数必须大于或等于零。

    当激进的索引为奇数时,radicand 可以是任何实数。

    示例\(\PageIndex{4}\)

    找到函数的域,\(f(x)=\sqrt{3 x-4}\)。 用间隔表示法写下域。

    解决方案

    由于函数\(f(x)=\sqrt{3 x-4}\)有一个索引为偶数的基数\(2\),因此我们知道基数必须大于或等于\(0\)。 我们将 radicand 设置为大于或等于,\(0\)然后求解以找到该域。

    解决。

    \(\begin{aligned} 3 x-4 & \geq 0 \\ 3 x & \geq 4 \\ x & \geq \frac{4}{3} \end{aligned}\)

    的域\(f(x)=\sqrt{3 x-4}\)是所有值\(x \geq \frac{4}{3}\),我们用间隔表示法将其写成\(\left[\frac{4}{3}, \infty\right)\)

    练习\(\PageIndex{7}\)

    找到函数的域,\(f(x)=\sqrt{6 x-5}\)。 用间隔表示法写下域。

    回答

    \(\left[\frac{5}{6}, \infty\right)\)

    练习\(\PageIndex{8}\)

    找到函数的域,\(f(x)=\sqrt{4-5 x}\)。 用间隔表示法写下域。

    回答

    \(\left(-\infty, \frac{4}{5}\right]\)

    示例\(\PageIndex{5}\)

    找到函数的域,\(g(x)=\sqrt{\frac{6}{x-1}}\)。 用间隔表示法写下域。

    解决方案

    求解函数,\(g(x)=\sqrt{\frac{6}{x-1}}\)有一个索引为偶数的\(2\)基数,我们知道 radicand 必须大于或等于\(0\)

    由于分子不为零,因此基数不能为零。

    \(\frac{6}{x-1}\)要大于零,则分母必须为正,因为分子为正。 我们知道正数除以正数是正数。

    我们设置\(x-1>0\)并解决。

    \(x-1>0\)

    解决。

    \(x>1\)

    另外,由于基数是一个分数,我们必须意识到分母不能为零。

    我们下\(x-1=0\)定决心找到必须从域中消除的值。

    \(x-1=0\)

    解决。

    \(x=1\)所以\(x/neq 1\)在域中。

    把这个放在一起,我们就得到域名是\(x>1\),我们把它写成\((1, \infty)\)

    练习\(\PageIndex{9}\)

    找到函数的域,\(f(x)=\sqrt{\frac{4}{x+3}}\)。 用间隔表示法写下域。

    回答

    \((-3, \infty)\)

    练习\(\PageIndex{10}\)

    找到函数的域,\(h(x)=\sqrt{\frac{9}{x-5}}\)。 用间隔表示法写下域。

    回答

    \((5, \infty)\)

    下一个例子涉及立方根,因此需要不同的思考。

    示例\(\PageIndex{6}\)

    找到函数的域,\(f(x)=\sqrt[3]{2 x^{2}+3}\)。 用间隔表示法写下域。

    解决方案

    由于函数\(f(x)=\sqrt[3]{2 x^{2}+3}\)有一个索引为奇数的基数\(3\),因此我们知道 radicand 可以是任何实数。 这告诉我们域名是任何实数。 用间隔表示法,我们写\((-\infty, \infty)\)

    的域\(f(x)=\sqrt[3]{2 x^{2}+3}\)都是实数,我们用间隔表示法将其写成\((-\infty, \infty)\)

    练习\(\PageIndex{11}\)

    找到函数的域,\(f(x)=\sqrt[3]{3 x^{2}-1}\)。 用间隔表示法写下域。

    回答

    \((-\infty, \infty)\)

    练习\(\PageIndex{12}\)

    找到函数的域,\(g(x)=\sqrt[3]{5 x-4}\)。 用间隔表示法写下域。

    回答

    \((-\infty, \infty)\)

    图表激进函数

    在我们绘制任何激进函数的图形之前,我们首先要找到该函数的。 对于函数\(f(x)=\sqrt{x}\),索引为偶数,因此基数必须大于或等于\(0\)

    这告诉我们域是\(x≥0\),我们用间隔表示法将其写成\([0,∞)\)

    之前我们使用点图来绘制函数的图形\(f(x)=\sqrt{x}\)。 我们选择了\(x\)-values,将它们替换成了,然后创建了一个图表。 请注意,我们选择完美正方形的点是为了更轻松地计算平方根。

    图中显示了 x y 坐标平面上的平方根函数图。 飞机的 x 轴从 0 到 7 延伸。 y 轴从 0 到 7 延伸。 该函数的起点为 (0, 0),并穿过点 (1, 1) 和 (4, 2)。 图表旁边显示了一个包含 3 列和 5 行的表格。 第一行是标题行,其表达式为 “x”、“f (x) = xဠ的平方根” 和 “€ (x, f (x))”。 第二行有数字 0、0 和 (0, 0)。 第三行有数字 1、1 和 (1, 1)。 第四行有数字 4、2 和 (4、2)。 第五行有数字 9、3 和 (9、3)。
    图 8.7.1

    看到图表后,我们就能找到函数的范围。 函数的\(y\)-values 大于或等于零。 那么范围是\([0,∞)\)

    示例\(\PageIndex{7}\)

    对于这个函数\(f(x)=\sqrt{x+3}\)

    1. 找到域名
    2. 绘制函数图
    3. 使用图表确定范围

    解决方案

    1. 由于激进有索引\(2\),我们知道基数必须大于或等于零。 如果\(x+3 \geq 0\),那么\(x \geq-3\)。 这告诉我们域是所有值\(x \geq-3\),用间隔表示法写成\([-3, \infty)\)
    2. 为了绘制函数的图形,我们在区间中选择点\([-3, \infty)\),这些点也会给出一个很容易取平方根的基数。
    该图显示了 x y 坐标平面上的平方根函数图。 平面的 x 轴从负 3 延伸到 3。 y 轴从 0 到 7 延伸。 该函数的起点为(负 3, 0),并穿过两个点(负 2, 1)和(1, 2)。 图表旁边显示了一个包含 3 列和 5 行的表格。 第一行是标题行,其表达式为 “x”,“f (x) = 数量 x 加上 3£€ 的平方根”,以及 “€ (x, f (x))”。 第二行有负数 3、0 和(负 3、0)。 第三行有负数 2、1 和(负 2、1)。 第四行有数字 1、2 和 (1、2)。 第五行有数字 6、3 和 (6、3)。
    图 8.7.2

    c. 从图表中可以看出,函数的\(y\)-values 大于或等于零。 那么范围是\([0, \infty)\)

    练习\(\PageIndex{13}\)

    对于这个函数\(f(x)=\sqrt{x+2}\)

    1. 找到域名
    2. 绘制函数图
    3. 使用图表确定范围
    回答
    1. 域:\([-2, \infty)\)

    2. 该图显示了 x y 坐标平面上的平方根函数图。 平面的 x 轴从负 2 延伸到 6。 y 轴从 0 到 8 延伸。 该函数的起点为(负 2, 0),并穿过两个点(负 1, 1)和(2, 2)。
      图 8.7.3
    3. 范围:\([0, \infty)\)
    练习\(\PageIndex{14}\)

    对于这个函数\(f(x)=\sqrt{x-2}\)

    1. 找到域名
    2. 绘制函数图
    3. 使用图表确定范围
    回答
    1. 域:\([2, \infty)\)

    2. 该图显示了 x y 坐标平面上的平方根函数图。 飞机的 x 轴从 0 到 8 延伸。 y 轴从 0 到 6 延伸。 该函数的起点为 (2, 0),并穿过点 (3, 1) 和 (6, 2)。
      图 8.7.4
    3. 范围:\([0, \infty)\)

    在我们之前的绘制函数的工作中,我们绘制了图形,\(f(x)=x^{3}\)但没有绘制函数图\(f(x)=\sqrt[3]{x}\)。 我们现在将在下一个示例中执行此操作。

    示例\(\PageIndex{8}\)

    对于该函数\(f(x)=\sqrt[3]{x}\)

    1. 找到域名
    2. 绘制函数图
    3. 使用图表确定范围

    解决方案

    a. 既然激进有索引\(3\),我们知道激进分子可以是任何实数。 这告诉我们域都是实数,用间隔表示法写成\((-\infty, \infty)\)

    b. 为了绘制函数的图形,我们在区间中选择点\((-\infty, \infty)\),这也会给我们一个基数,它很容易取立方根。

    图中显示了 x y 坐标平面上的立方根函数图。 飞机的 x 轴从负 10 延伸到 10。 y 轴的长度从负 10 到 10。 该函数的中心点位于 (0, 0) 并穿过点 (1, 1)、(负 1、负 1)、(8、2) 和 (负 8、负 2)。 图表旁边显示了一个包含 3 列和 6 行的表格。 第一行是标题行,其表达式为 “x”、“f (x) = xဠ的立方根” 和 “€ (x, f (x))”。 第二行有负数 8、负 2 和(负 8、负 2)。 第三行有负数 1、负 1 和(负 1、负 1)。 第四行有数字 0、0 和 (0, 0)。 第五行有数字 1、1 和 (1, 1)。 第六行有数字 8、2 和 (8、2)。
    图 8.7.5

    c. 从图表中可以看出,\(y\)函数的-values 都是实数。 那么范围是\((-\infty, \infty)\)

    练习\(\PageIndex{15}\)

    对于这个函数\(f(x)=-\sqrt[3]{x}\)

    1. 找到域名
    2. 绘制函数图
    3. 使用图表确定范围
    回答
    1. 域:\((-\infty, \infty)\)

    2. 该图显示了 x y 坐标平面上的立方根函数图。 平面的 x 轴从负 2 延伸到 2。 y 轴从负 2 延伸到 2。 该函数的中心点位于 (0, 0) 并穿过点 (1, 负 1) 和 (负 1, 1)。
      图 8.7.6
    3. 范围:\((-\infty, \infty)\)
    练习\(\PageIndex{16}\)

    对于这个函数\(f(x)=\sqrt[3]{x-2}\)

    1. 找到域名
    2. 绘制函数图
    3. 使用图表确定范围
    回答
    1. 域:\((-\infty, \infty)\)

    2. 该图显示了 x y 坐标平面上的立方根函数图。 平面的 x 轴从负 1 延伸到 5。 y 轴从负 3 延伸到 3。 该函数的中心点位于 (2, 0),并穿过点 (1,负 1) 和 (3, 2)。
      图 8.7.7
    3. 范围:\((-\infty, \infty)\)

    访问这些在线资源,获取更多指导和使用激进功能进行练习。

    • 自由基函数的域
    • 自由基函数域 2
    • 寻找激进函数的域

    关键概念

    • 的属性\(\sqrt[n]{a}\)
      • W\(n\) hen 是
        \(a≥0\),而:则\(\sqrt[n]{a}\)是实数。
        \(a<0\)\(\sqrt[n]{a}\)则不是实数。
      • 如果\(n\)数,\(\sqrt[n]{a}\)则是所有值的实数\(a\)
    • 自由基函数的域
      • 当激进的索引数时,基数必须大于或等于零。
      • 当激进的索引为奇数时,radicand 可以是任何实数。

    词汇表

    激进函数
    激进函数是由激进表达式定义的函数。