本题导读

本题考查函数定义域的求解。核心在于集合法、分类讨论法的灵活运用。

📌【题干】

Question

(2004年上海卷(理)) 记函数 的定义域为 , 的定义域为 .

(1) 求 ;

(2) 若 ,求实数 的取值范围.

🔍【思路分析】

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  1. 求解定义域 :依据二次根式的性质,被开方数必须大于或等于 0,且分式分母不能为 0,联立求解分式不等式。
  2. 求解定义域 :依据对数函数的性质,真数部分必须严格大于 0。解关于 的一元二次不等式,并利用已知条件 判定两根的大小关系以确定区间。
  3. 子集包含分类讨论:由 ,由于 是一个连续的开区间,而 是由两段无界区间组成的并集,因此区间 必须整体落在 的左侧分支或右侧分支内,列出不等式组求解。

✅【答案】

Success

(1)

(2)

✍【详细解析】

Abstract

解: (1) 求 : 根据二次根式有意义的条件,被开方数必须非负且分母不为 0: 通分化简: 等价于: 解得: 或 。 所以,集合 。

(2) 若 ,求实数 的取值范围: 根据对数真数大于 0 的条件: 等价于变形为标准二次不等式: 该不等式对应的两根为 , 。 比较两根大小: 因为已知 ,所以 。 因此,解得定义域集合 。

因为 ,而 是两个互斥的无界区间的并集,开区间 必须整体属于其中一段:

  • 情况一: 包含于 的左侧区间

  • 情况二: 包含于 的右侧区间 结合已知前提条件 ,此情况下的取值范围为 。

综合上述两种情况,实数 的取值范围为: 写成集合形式为 。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:分式不等式的有理化等价转换、含参二次不等式根的大小比较、子集概念的数轴边界划分。
  2. 核心方法:数轴边界夹逼分类讨论法。
  3. 避坑指南:
    • 化简分式不等式时切勿直接去分母。 的分母含有未知数,直接去掉分母会漏掉 的负数翻转可能,必须转化为整式乘积 处理。
    • 注意开闭区间在子集临界点处的等号取留。因为 是开区间,不包含端点,当 时, 依然成立,故临界点 和 处均能取到等号。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源: 经典的高考函数定义域与集合综合解答题,属于考查分类讨论严谨度的常规中档题。
  2. 结论推广: 一般地,对于连续开区间 包含于离散有界(或无界)并集 的子集包含模型,其成立的充要条件恒为: 或 。

🔗【关联脉络】

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