函数 f(x) = (1)/(x-3) + (ln(x-1))/(sqrt(x+1)) 的定义域是 ( )A. (-1, +∞)B. (1, +∞)C. (-1, 3) ∪ (3, +∞)D. (1, 3) ∪ (3, +∞)
函数 $f(x) = \frac{1}{x-3} + \frac{\ln(x-1)}{\sqrt{x+1}}$ 的定义域是 ( ) A. (-1, +∞) B. (1, +∞) C. (-1, 3) ∪ (3, +∞) D. (1, 3) ∪ (3, +∞)
题目解答
答案
我们来一步一步分析函数
$f(x) = \frac{1}{x-3} + \frac{\ln(x-1)}{\sqrt{x+1}}$
的定义域。
第一步:理解定义域的含义
定义域是指使得函数表达式有意义的所有实数 $ x $ 的集合。
我们需要分别分析函数中每一部分的限制条件,然后取所有条件同时满足的部分。
函数由两部分组成:
- $ \frac{1}{x-3} $
- $ \frac{\ln(x-1)}{\sqrt{x+1}} $
我们逐个分析每一部分的定义域限制。
第二部分分析:$ \frac{1}{x-3} $
这个分式有意义的条件是:分母不能为零。
所以:
$x - 3 \ne 0 \Rightarrow x \ne 3$
第三部分分析:$ \frac{\ln(x-1)}{\sqrt{x+1}} $
这个表达式包含两个部分:
- $ \ln(x-1) $:对数函数
- $ \sqrt{x+1} $:平方根函数,且在分母上
我们分别分析:
1. $ \ln(x-1) $ 的定义域
对数函数 $ \ln(u) $ 要求真数 $ u > 0 $,所以:
$x - 1 > 0 \Rightarrow x > 1$
2. $ \sqrt{x+1} $ 的定义域
平方根函数要求被开方数 $ \geq 0 $,所以:
$x + 1 \geq 0 \Rightarrow x \geq -1$
但注意:这个平方根在分母上,所以不能为零!
即:
$\sqrt{x+1} \ne 0 \Rightarrow x + 1 \ne 0 \Rightarrow x \ne -1$
所以综合平方根在分母的条件:
$x + 1 > 0 \Rightarrow x > -1$
(因为既要 $ \geq 0 $,又不能等于 0,所以必须 $ > 0 $)
综合所有条件
我们现在汇总所有限制条件:
- 从 $ \frac{1}{x-3} $:$ x \ne 3 $
- 从 $ \ln(x-1) $:$ x > 1 $
- 从 $ \sqrt{x+1} $ 在分母:$ x > -1 $
现在取这些条件的交集:
- $ x > -1 $
- $ x > 1 $ → 这比 $ x > -1 $ 更强,所以优先满足 $ x > 1 $
- $ x \ne 3 $
所以最终定义域是:
$x > 1 \quad \text{且} \quad x \ne 3
\Rightarrow (1, 3) \cup (3, +\infty)$
最终答案:
$\boxed{\text{D. } (1, 3) \cup (3, +\infty)}$
✅ 答案:D
解析
本题考查函数定义域的求解,解题思路是分别分析函数中每一部分的定义域限制条件,然后取所有条件同时满足的部分。
- 分析函数$f(x) = \frac{1}{x - 3} + \frac{\ln(x - 1)}{\sqrt{x + 1}}$中$\frac{1}{x - 3}$这部分:
分式有意义的条件是分母不能为零,即$x - 3 \neq 0$,解得$x \neq 3$。 - 分析函数$f(x) = \frac{1}{x - 3} + \frac{\ln(x - 1)}{\sqrt{x + 1}}$中$\frac{\ln(x - 1)}{\sqrt{x + 1}}$这部分:
- 对于$\ln(x - 1)$,对数函数要求真数大于零,即$x - 1 > 0$,解得$x > 1$。
- 对于$\sqrt{x + 1}$,因为它在分母上,所以不能为零,即即$\sqrt{x + 1} \neq 0$,也就是$1)\(x + 1 \neq 0$,解得$x \neq -1$;同时平方根要求被开方数大于等于零,即$x + 1 \geq 0$,综合起来就是$x + 1 > 0$,解得$x > -1$。
- 综合所有条件:
取$x \neq 3$,$x > 1$和$x > -1$这些条件的交集,因为$x > 1$比$x > -1$更强,所以优先满足满足$x > 1$,再结合$x \neq 3$,得到最终定义域是$x > 1$且$x \neq 3$,用区间表示为$(1, 3) \cup (3, +\infty)$。