Область допустимых значений (ОДЗ): теория, примеры, решения

Область допустимых значений (ОДЗ): теория, примеры, решения

    Любое выражение с переменной имеет свою область допустимых значений, где оно существует. ОДЗ необходимо всегда учитывать при решении. При его отсутствии можно получить неверный результат.

    В данной статье будет показано, как правильно находить ОДЗ, использовать на примерах. Также будет рассмотрена важность указания ОДЗ при решении.

    Допустимые и недопустимые значения переменных

    Данное определение связано с допустимыми значениями переменной. При введении определения посмотрим, к какому результату приведет.

    Начиная с 7 класса, мы начинаем работать с числами и числовыми выражениями. Начальные определения с переменными переходят к значению выражений с выбранными переменными.

    Когда имеются выражения с выбранными переменными, то некоторые из них могут не удовлетворять. Например, выражение вида 1:а, если а=0, тогда оно не имеет смысла, так как делить на ноль нельзя. То есть выражение должно иметь такие значения, которые подойдут в любом случае и дадут ответ. Иначе говоря, имеют смысл с имеющимися переменными.

    Определение 1

    Если имеется выражение с переменными, то оно имеет смысл только тогда, когда при их подстановке значение может быть вычислено.

    Определение 2

    Если имеется выражение с переменными, то оно не имеет смысл, когда при их подстановке значение не может быть вычислено.

    То есть отсюда следует полное определение

    Определение 3

    Существующими допустимыми переменными называют такие значения, при которых выражение имеет смысл. А если смысла не имеет, значит они считаются недопустимыми.

    Для уточнения вышесказанного: если переменных более одной, тогда может быть и пара подходящих значений.

    Пример 1

    Для примера рассмотрим выражение вида 1x-y+z, где имеются три переменные. Иначе можно записать, как x=0, y=1, z=2, другая же запись имеет вид (0,1,2). Данные значения называют допустимыми, значит, можно найти значение выражения. Получим, что 10-1+2=11=1. Отсюда видим, что (1,1,2) недопустимы. Подстановка дает  в результате деление на ноль, то есть 11-2+1=10

    Что такое ОДЗ?

    Область допустимых значений – важный элемент при решении алгебраических выражений. Поэтому стоит обратить на это внимание при расчетах.

    Определение 4

    Область ОДЗ – это множество значений, допустимых для данного выражения.

    Рассмотрим на примере выражения. 

    Пример 2

    Если имеем выражение вида 5z-3, тогда ОДЗ имеет вид (, 3)(3, +). Эта область допустимых значений, удовлетворяющая переменной z для заданного выражения.

    Если имеется выражения вида zx-y, тогда видно, что xy, z принимает любое значение. Это и называют ОДЗ выражения. Его необходимо учитывать, чтобы не получить  при подстановке деление на ноль.

    Область допустимых значений и область определения имеет один и тот же смысл. Только второй из них используется для выражений, а первый – для уравнений или неравенств. При помощи ОДЗ выражение или неравенство имеет смысл. Область определения функции совпадает  с областью допустимых значений переменной х к выражению f(x).

    Как найти ОДЗ? Примеры, решения

    Найти ОДЗ означает найти все допустимые значения, подходящие для заданной функции или неравенства. При невыполнении этих условий можно получить неверный результат. Для нахождения ОДЗ зачастую необходимо пройти через преобразования в заданном выражении.

    Существуют выражения, где их вычисление невозможно:

    • если имеется деление на ноль;
    • извлечение корня из отрицательного числа;
    • наличие отрицательного целого показателя – только для положительных чисел;
    • вычисление логарифма отрицательного числа;
    • область определения тангенса π2+π·k, kZ и котангенса π·k, kZ;
    • нахождение значения арксинуса и арккосинуса числа при значении, не принадлежащем [-1; 1].

    Все это говорит о том, как важно наличие ОДЗ.

    Пример 3

    Найти ОДЗ выражения x3+2·x·y4.

    Решение

    В куб можно возводить любое число. Данное выражение не имеет дроби, поэтому значения x и у могут быть любыми. То есть ОДЗ – это любое число.

    Ответ: x и y – любые значения.

    Пример 4

    Найти ОДЗ выражения 13-x+10.

    Решение

    Видно, что имеется одна дробь, где в знаменателе ноль. Это говорит о том, что  при любом значении х мы получим деление на ноль. Значит, можно сделать вывод о том, что это выражение считается неопределенным, то есть не имеет ОДЗ.

    Ответ: .

     

    Пример 5

    Найти ОДЗ заданного выражения x+2·y+3-5·x.

    Решение

    Наличие квадратного корня говорит о том, что это выражение обязательно должно быть больше или рано нулю. При отрицательном значении оно не имеет смысла. Значит, необходимо записать неравенство вида x+2·y+30. То есть это и есть искомая область допустимых значений.

    Ответ: множество x и y, где x+2·y+30.

    Пример 6

    Определить ОДЗ выражения вида 1x+1-1+logx+8(x2+3).

    Решение

    По условию имеем дробь, поэтому ее знаменатель не должен равняться нулю. Получаем, что x+1-10 . Подкоренное выражение всегда имеет смысл, когда больше или равно нулю, то есть x+10. Так как имеет логарифм, то его выражение должно быть строго положительным, то есть x2+3>0. Основание логарифма также должно иметь положительное значение и отличное от 1, тогда добавляем еще условия x+8>0 и x+81.  Отсюда следует, что искомое ОДЗ примет вид:

    x+1-10,x+10,x2+3>0,x+8>0,x+81

    Иначе говоря, называют системой неравенств с одной переменной. Решение приведет к такой записи ОДЗ [1, 0)(0, +).

    Ответ: [1, 0)(0, +)

    Почему важно учитывать ОДЗ при проведении преобразований?

    При тождественных преобразованиях важно находить ОДЗ. Бывают случаи, когда существование ОДЗ не имеет место. Чтобы понять, имеет ли решение заданное выражение, нужно сравнить ОДЗ переменных исходного выражения и ОДЗ полученного.

    Тождественные преобразования:

    • могут не влиять на ОДЗ;
    • могут привести в расширению или дополнению ОДЗ;
    • могут сузить ОДЗ.

    Рассмотрим на примере.

    Пример 7

    Если имеем выражение вида x2+x+3·x, тогда его ОДЗ определено на всей области определения. Даже при приведении подобных слагаемых и упрощении выражения ОДЗ не меняется.

    Пример 8

    Если взять пример выражения x+3x3x, то дела обстоят иначе. У нас имеется дробное выражение. А мы знаем, что деление на ноль недопустимо. Тогда ОДЗ имеет вид (, 0)(0, +). Видно, что ноль не является решением, поэтому добавляем его с круглой скобкой.

    Рассмотрим пример с наличием подкоренного выражения. 

    Пример 9

    Если имеется x-1·x-3, тогда следует обратить внимание на ОДЗ, так как его необходимо записать в виде неравенства (x1)·(x3)0.  Возможно решение методом интервалов, тогда получаем, что ОДЗ примет вид (, 1][3, +). После преобразования x-1·x-3 и применения свойства корней имеем, что ОДЗ можно дополнить и записать все в виде системы неравенства вида x-10,x-30. При ее решении получаем, что [3, +). Значит, ОДЗ полностью записывается так: (, 1][3, +).

    Нужно избегать преобразований, которые сужают ОДЗ.

    Пример 10

    Рассмотрим пример выражения x-1·x-3, когда х=-1. При подстановке получим, что -1-1·-1-3=8=22. Если это выражение преобразовать и привести к виду x-1·x-3, тогда при вычислении получим, что 2-1·2-3 выражение смысла не имеет, так как подкоренное выражение не должно быть отрицательным.

    Следует придерживаться тождественных преобразований, которые ОДЗ не изменят.

    Если имеются примеры, которые его расширяют, тогда его нужно добавлять в ОДЗ.

    Пример 11

    Рассмотрим на примере дроби вида xx3+x. Если сократить на x, тогда получаем, что 1x2+1. Тогда ОДЗ расширяется и становится ( 0)(0, +). Причем при вычислении уже работаем со второй упрощенной дробью.

    При наличии логарифмов дело обстоит немного иначе. 

    Пример 12

    Если имеется выражение вида ln x+ln(x+3), его заменяют  на ln(x·(x+3)), опираясь на свойство логарифма. Отсюда видно, что ОДЗ с (0, +) до (, 3)(0, +). Поэтому для определения ОДЗ ln(x·(x+3)) необходимо производить вычисления на ОДЗ, то есть (0, +) множества.

    При решении всегда необходимо обращать внимание на структуру и вид данного по условию выражения. При правильном нахождении области определения результат будет положительным.

    Если вы заметили ошибку в тексте, пожалуйста, выделите её и нажмите Ctrl+Enter