Definiční obor

  • Autor příspěvku
  • Rubriky příspěvkuMatematika

Definiční obor funkce je soubor všech možných hodnot, které lze dosadit za proměnnou x do dané funkce f(x) tak, že výsledek bude mít validní matematický význam a funkce bude dávat smysl. Nejjednoduším vysvětlením a pochopením problematiky definičního oboru je zhlédnout a vyřešit několik ukázkových příkladů, na kterých je možné tomu porozumět.

1. Ukázkový příklad:


    \[ f(x) = \frac{x + 5}{4x + 2}\]

Otázka zní: které hodnoty nemohu dosadit za x? Pokud se podívám na čitatel, tak vidím, že čitatel nehraje žádnou roli, protože ať dosadím za x jakoukoliv hodnotu, tak výraz bude dávat smysl, to bohužel není stejný případ u jmenovatele, protože nemohu dělit nulou, to znamená, že musím nalézt nulový bod, tedy x se nesmí rovnat jedné minus jedné polovině.

    \[f(x) = \frac{x + 5}{4x + 2}, \quad x \neq -\frac{1}{2}, D(f) = \mathbb{R} \setminus \left{ -\frac{1}{2} \right}\]

2. Ukázkový příklad:

Ne vždy musí být nalezení definičního oboru zcela jednoduché a může se od nás očekávat znalost logaritmických, goniometrických a dalších funkcí.

    \[f(x) = \sqrt{\ln(x^2 - 24)}\]

Výraz pod odmocninou nesmí být záporný, tedy:

    \[\ln(x^2 - 24) \geq 0\]

Potřebujeme osamostatnit x, takže je nutné se zbavit přirozeného logaritmu, inverzní funkcí k přirozenému logaritmu je exponenciální funkce s bází e, což je Eulerovo číslo.

    \[\ln(x^2 - 24) \geq 0  \quad | \quad  e^.^.^.\]

    \[x^2 - 24 \geq e^0\]

Jakékoliv číslo na nultou je rovno jedné.

    \[x^2 - 24 \geq 1\]

Převedeme číslo -24 na druhou stranu rovnice.

    \[x^2 \geq 25\]

Odmocněním obou stran rovnice získáme:

    \[|x| \geq 5\]

Definiční obor graf

    \[D(f) = (-\infty, -5) \cup (5, \infty)\]

3. Ukázkový příklad:

    \[f(x) = \frac{1}{\sin(x) - 1}\]

Jmenoval se nesmí rovnat nule.

    \[\quad \sin(x) - 1 \neq 0\]

Přesuneme -1 na druhou stranu.

    \[\quad \sin(x)  \neq 1\]

Kdy se sin(x) rovná 1? Vyčteme ze znalosti grafu sinus.

Definiční obor, graf

Zároveň víme, že sinus je periodická funkce a opakuje se, z toho vyplývá, že definiční obor je:

    \[D(f) = \mathbb{R} \setminus \left{ \{ \frac{\pi}{2} + 2k\pi \} \mid k \in \mathbb{Z} \right}\]