解一下这道题,用6年级的水平,并用动画形式,讲解一下---**Question Stem:**
求y= (sinx+1)/(cosx-2) 的值域
**Mathematical Formula:**
y = (sin(x) + 1) / (cos(x) - 2)
**Other Relevant Text:**
The characters "求...的值域" (qiú... de zhíyù) mean "Find the range of...".
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答案文本
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同学们好!今天我们来学习一个有趣的数学概念——函数的值域。函数就像一个神奇的机器,你输入一个数,它就输出另一个数。比如身高随年龄变化,输入年龄,就能得到对应的身高。今天我们要研究的函数是 y 等于 sin x 加 1,除以 cos x 减 2。其中 sin x 和 cos x 是三角函数,它们的值会在负1到1之间变化。我们的目标是找出 y 的所有可能值,这就叫做函数的值域。
现在让我们了解三角函数的范围。在单位圆上,sin x 表示点的 y 坐标,cos x 表示点的 x 坐标。当点在圆上转动时,我们可以看到 sin x 的值在负1到1之间变化,cos x 的值也在负1到1之间变化。这是因为单位圆的半径是1,所以点的坐标不会超出这个范围。这两个函数的值都在负1到1之间,这是我们解题的关键信息。
现在我们来分析函数的分子部分。我们的函数分子是 sin x 加 1。我们已经知道 sin x 的范围是从负1到1。当我们给 sin x 加上1时,整个范围会向右移动1个单位。所以负1加1等于0,1加1等于2。因此,sin x 加 1 的范围是从0到2。这意味着分子永远不会是负数,这是一个重要的发现!
现在我们来分析函数的分母部分。分母是 cos x 减 2。我们已经知道 cos x 的范围是从负1到1。当我们给 cos x 减去2时,整个范围会向左移动2个单位。所以负1减2等于负3,1减2等于负1。因此,cos x 减 2 的范围是从负3到负1。这里有一个重要发现:分母永远是负数,永远不等于0!这意味着我们的函数在所有实数上都有定义,不会出现分母为零的情况。
现在我们知道了分子的范围是0到2,分母的范围是负3到负1。那么如何求 y 的值域呢?我们使用一个巧妙的方法:设 y 等于这个分式,然后通过代数变换解出三角函数。首先,两边同时乘以分母,得到 y 乘以括号 cos x 减 2 等于 sin x 加 1。然后展开左边,得到 y cos x 减 2y 等于 sin x 加 1。接着移项整理,得到 sin x 等于 y cos x 减 2y 减 1。接下来我们将利用三角函数的重要性质:sin 平方 x 加 cos 平方 x 等于 1。