関数 $y = \frac{1}{2} \log \left| \frac{x-1}{x+1} \right|$ の定義域を求める問題です。

解析学対数関数定義域不等式絶対値
2025/5/2

1. 問題の内容

関数 y=12logx1x+1y = \frac{1}{2} \log \left| \frac{x-1}{x+1} \right| の定義域を求める問題です。

2. 解き方の手順

対数関数が定義されるためには、真数が正である必要があります。したがって、
x1x+1>0\left| \frac{x-1}{x+1} \right| > 0
となる必要があります。
絶対値記号の中身が0になる場合を除けば、絶対値は常に正なので、
x1x+10\frac{x-1}{x+1} \ne 0
つまり、x10x-1 \ne 0 より x1x \ne 1
また、分母が0になる場合を除外する必要があるので、x+10x+1 \ne 0 より x1x \ne -1
よって、x1x \ne 1 かつ x1x \ne -1 である必要があります。
さらに、真数が定義されるためには、x1x+1\frac{x-1}{x+1} が定義されていなければなりません。
これは、x+10x+1 \neq 0 すなわち x1x \neq -1 であることを意味します。
したがって、与えられた関数の定義域は、x1x \neq -1 かつ x1x \neq 1 を満たす xx 全体となります。

3. 最終的な答え

定義域は x<1x < -1, 1<x<1-1 < x < 1, x>1x > 1 。すなわち、x(,1)(1,1)(1,)x \in (-\infty, -1) \cup (-1, 1) \cup (1, \infty)

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