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函數分析

如何由函數圖形判斷定義域與值域

定義域回答“哪些 x 可以代入”,值域回答“函數可能得到哪些 y”。圖形能快速給出直觀答案,但端點、空心點和漸近線必須仔細區分。

1. 從水平範圍讀取定義域

把圖形投影到 x 軸。曲線出現過的全部 x 值組成定義域。實心端點包含在區間內,空心端點不包含。

2. 從垂直範圍讀取值域

把圖形投影到 y 軸。曲線達到過的全部 y 值組成值域。最大值、最小值、水平漸近線和無限延伸方向都會影響答案。

3. 典型例子

  • \(f(x)=\sqrt{x-1}\) 的定義域為 \([1,+\infty)\),值域為 \([0,+\infty)\)
  • \(f(x)=1/(x-2)\) 的定義域為 \(\mathbb{R}\setminus\{2\}\),值域為 \(\mathbb{R}\setminus\{0\}\)
  • \(f(x)=x^2\) 的定義域為 \(\mathbb{R}\),值域為 \([0,+\infty)\)

4. 用代數條件驗證

偶次根號內必須非負,分母不能為零,對數真數必須為正。圖形只是輔助,最終結果應同時符合這些條件。

繪圖計算機中調整檢視範圍,再閱讀如何判斷漸近線

容易忽略的細節

圖形在檢視範圍邊緣停止並不代表定義域在此結束;曲線可能只是繼續延伸到可見範圍之外。反之,接近某條直線也不表示函數真正達到該值。

對於分段函數,要分別讀取每個分支,再把區間合併。區間表示法中圓括號表示端點不包含,方括號表示端點包含。

  • 檢查空心點和實心點
  • 區分漸近線與實際函數值
  • 用代數限制驗證圖形結論