与えられた関数が連続である範囲を求める問題です。

解析学関数の連続性定義域不連続点対数関数指数関数平方根分数関数
2025/6/21

1. 問題の内容

与えられた関数が連続である範囲を求める問題です。

2. 解き方の手順

関数が連続である範囲は、一般的に、定義域から不連続点を除いた範囲です。不連続点は、分母が0になる点や、根号の中身が負になる点などが考えられます。
(a) y=x2y = x^2:
多項式関数なので、すべての実数で連続です。
(b) y=3xy = 3^x:
指数関数なので、すべての実数で連続です。
(c) y=exy = e^{-x}:
指数関数なので、すべての実数で連続です。
(d) y=log4xy = \log_4 x:
対数関数なので、真数条件 x>0x > 0 を満たす範囲で連続です。
(e) y=x5y = \sqrt[5]{x}:
5乗根なので、xxが実数ならば常に定義され、連続です。
(f) y=xy = \sqrt{x}:
平方根なので、x0x \geq 0 で連続です。
(g) y=1x2x2+1y = \frac{1 - x^2}{x^2 + 1}:
分母は x2+1x^2 + 1 であり、常に正なので、すべての実数で連続です。
(h) y=3x+2x23x+2y = \frac{3x + 2}{x^2 - 3x + 2}:
分母は x23x+2=(x1)(x2)x^2 - 3x + 2 = (x - 1)(x - 2) なので、x=1x = 1x=2x = 2 で不連続です。したがって、x<1x < 1, 1<x<21 < x < 2, x>2x > 2 で連続です。
(i) y=1x3x41y = \frac{1 - x^3}{x^4 - 1}:
分母は x41=(x21)(x2+1)=(x1)(x+1)(x2+1)x^4 - 1 = (x^2 - 1)(x^2 + 1) = (x - 1)(x + 1)(x^2 + 1) なので、x=1x = 1x=1x = -1 で不連続です。したがって、x<1x < -1, 1<x<1-1 < x < 1, x>1x > 1 で連続です。

3. 最終的な答え

(a) すべての実数
(b) すべての実数
(c) すべての実数
(d) x>0x > 0
(e) すべての実数
(f) x0x \geq 0
(g) すべての実数
(h) x<1x < 1, 1<x<21 < x < 2, x>2x > 2
(i) x<1x < -1, 1<x<1-1 < x < 1, x>1x > 1

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