Задача № 158. Определить область существования (область определения) следующей функции:
\[y = \frac{\sqrt{x}}{\sin\pi x}.\]
Решение.
\(1^\circ\). Понятие функции. Переменная \(y\) называется однозначной функцией \(f\) от \(x\) в данной области изменения \(X=\{x\}\), если каждому значению \(x\in X\) ставится в соответствие одно определенное действительное значение \(y = f(x)\), принадлежащее некоторому множеству \(Y=\{y\}\).
Множество \(X\) носит название области определения или области существования функции \(f(x)\); \(Y\) называется множеством значений этой функции.
Так как подкоренное выражение должно быть неотрицательным, получаем следующее неравенство
\[x \geq 0.\]
Так как деление на ноль не определено, получаем следующее неравенство:
\[\sin\pi x \neq 0.\]
Функция \(y = \sin x\) принимает значение 0 при \(x = \pi k\) \((k = 0, \pm 1, \pm 2, ...)\).
Таким образом, необходимо, чтобы выполнялись следующие неравенства:
\[x > 0\]
и
\[\pi x \neq \pi k\; (k = 1, 2, ...).\]
\[x \neq k\; (k = 1, 2, ...).\]
Следовательно, областью определения заданной функции является множество действительных чисел, удовлетворяющих следующим двум условиям:
\[x > 0\]
и
\[x \neq k\; (k = 1, 2, ...).\]
По другому, область определения заданной функции
\(D(f) = \left\{x\in\Bbb R\, : \, x > 0\,\text{и}\, x \neq k\; (k = 1, 2, ...)\right\}\).
Ответ. \(D(f) = \left\{x\in\Bbb R\, : \, x > 0\,\text{и}\, x \neq k\; (k = 1, 2, ...)\right\}\).