三角函数值域的计算方法及函数$f(x) = 3|\sin x|$的值域求解疑问
提问内容:What is the range of following function $f(x) = 3|\sin x|$?
I tried multiplying by $3$ with the range of $\sin x$ function which is $[-1, 1]$ which gave me the outcome $[-3, 3]$, but I feel like it's not the correct range of it. How to get the range of it?
嘿,我来帮你把这个问题掰明白!你之前的思路其实只差了关键的一步——没考虑绝对值对函数值域的影响,咱们一步步来理:
首先,先单独看绝对值里的$\sin x$,它的值域确实是$[-1,1]$,但加上绝对值符号$|\sin x|$之后,情况就不一样了:绝对值会把所有负数的取值都转换成对应的正数,所以不管$x$取什么实数,$|\sin x|$的最小值是0(比如当$x=0$、$\pi$这些点时),最大值还是1(比如$x=\frac{\pi}{2}$、$\frac{3\pi}{2}$这些点),也就是说$|\sin x|$的值域是**[0,1]**。
接下来看你的函数$f(x)=3|\sin x|$,这相当于把$|\sin x|$的每一个取值都放大3倍,那值域也会跟着缩放:
- 最小值:$0 \times 3 = 0$
- 最大值:$1 \times 3 = 3$
而且中间的所有数值都能取到,所以$f(x)$的正确值域是**[0,3]**。
你之前得到$[-3,3]$的错误点,就是没把绝对值的作用考虑进去,直接用了$\sin x$原本包含负数的范围去计算,忽略了绝对值会把所有负数结果都变成正数,所以这个函数的取值不可能是负数哦!
最后给你总结下这类带绝对值的复合三角函数值域的通用步骤:
- 第一步:先确定绝对值内部函数的取值范围
- 第二步:给内部函数加绝对值后,将范围中的负数部分取反,得到非负的取值范围
- 第三步:根据外层的系数(比如这里的3),对整个范围进行缩放
- 第四步:确认区间的端点值是否能取到,从而确定是开区间还是闭区间
备注:内容来源于stack exchange,提问作者Social use 2.0




