题目
21【中等】求函数y=sqrt(arcsin(2x-1))的值域.
21【中等】求函数$y=\sqrt{\arcsin(2x-1)}$的值域.
题目解答
答案
1. **确定定义域**:
由 $-1 \leq 2x-1 \leq 1$,解得 $0 \leq x \leq 1$。
又因 $\arcsin(2x-1) \geq 0$,即 $0 \leq 2x-1 \leq 1$,解得 $\frac{1}{2} \leq x \leq 1$。
故定义域为 $\left[ \frac{1}{2}, 1 \right]$。
2. **求 $\arcsin(2x-1)$ 的范围**:
当 $x \in \left[ \frac{1}{2}, 1 \right]$ 时,$2x-1 \in [0, 1]$,
对应 $\arcsin(2x-1) \in \left[ 0, \frac{\pi}{2} \right]$。
3. **求 $y$ 的值域**:
$y = \sqrt{\arcsin(2x-1)}$,
当 $\arcsin(2x-1) \in \left[ 0, \frac{\pi}{2} \right]$ 时,
$y \in \left[ 0, \sqrt{\frac{\pi}{2}} \right]$。
**答案**:$\boxed{\left[ 0, \sqrt{\frac{\pi}{2}} \right]}$(或$\boxed{\left[ 0, \frac{\sqrt{2\pi}}{2} \right]}$)
解析
考查要点:本题主要考查复合函数的值域求解,涉及反三角函数和根号函数的定义域及值域分析。
解题核心思路:
- 确定定义域:首先保证根号内的表达式非负,同时满足反正弦函数的参数范围。
- 分析内层函数值域:确定反正弦函数$\arcsin(2x-1)$的取值范围。
- 计算外层函数值域:将内层函数的值域代入根号函数,得到最终结果。
破题关键点:
- 定义域的双重限制:既要满足$\arcsin(2x-1)$的参数范围,又要保证其结果非负。
- 单调性应用:$\arcsin$在$[0,1]$上单调递增,根号函数也单调递增,可直接通过区间端点求值域。
1. 确定定义域
- 反正弦函数参数范围:由$\arcsin(2x-1)$存在,需满足$-1 \leq 2x-1 \leq 1$,解得$0 \leq x \leq 1$。
- 根号内非负:$\arcsin(2x-1) \geq 0$,即$2x-1 \geq 0$,解得$x \geq \frac{1}{2}$。
- 综合定义域:$\frac{1}{2} \leq x \leq 1$。
2. 分析$\arcsin(2x-1)$的值域
- 当$x \in \left[ \frac{1}{2}, 1 \right]$时,$2x-1 \in [0, 1]$。
- $\arcsin$在$[0,1]$上单调递增,故$\arcsin(2x-1) \in \left[ 0, \frac{\pi}{2} \right]$。
3. 求$y$的值域
- $y = \sqrt{\arcsin(2x-1)}$,当$\arcsin(2x-1)$从$0$到$\frac{\pi}{2}$时,$y$从$0$到$\sqrt{\frac{\pi}{2}}$。
- 因此,值域为$\left[ 0, \sqrt{\frac{\pi}{2}} \right]$。