1. Állítsuk fel a feladatot: Határozzuk meg a valós számok legnagyobb részhalmazát, amelyen az
$$f(x) = \arcsin \frac{2x-3}{\sqrt{4 - 3x}}$$
függvény értelmezhető.
2. Az \(\arcsin y\) függvény értelmezési tartománya \([-1,1]\), tehát a tört kifejezésnek
$$-1 \leq \frac{2x-3}{\sqrt{4 - 3x}} \leq 1$$
értékek között kell lennie.
3. A nevezőben lévő gyök értelmezési tartománya:
$$4 - 3x \geq 0 \implies x \leq \frac{4}{3}$$
és a nevező nem lehet nulla, tehát
$$4 - 3x > 0 \implies x < \frac{4}{3}$$
4. Vizsgáljuk meg a tört értéktartományát. Mivel a nevező pozitív (gyök miatt), szorozhatunk vele egyenlőtlenségeket:
Először:
$$\frac{2x-3}{\sqrt{4 - 3x}} \leq 1 \implies 2x - 3 \leq \sqrt{4 - 3x}$$
Másodszor:
$$-1 \leq \frac{2x-3}{\sqrt{4 - 3x}} \implies -\sqrt{4 - 3x} \leq 2x - 3$$
5. Oldjuk meg az első egyenlőtlenséget:
$$2x - 3 \leq \sqrt{4 - 3x}$$
Négyzetre emelés (mindkét oldal nem negatív, mert a gyök mindig \(\geq 0\), és a bal oldal lehet negatív, ezért először átrendezzük):
Átrendezve:
$$2x - 3 - \sqrt{4 - 3x} \leq 0$$
Négyzetre emelés előtt vizsgáljuk meg a bal oldal előjelét, de egyszerűbb a négyzetre emelést a következő módon végezni:
Átrendezzük:
$$2x - 3 \leq \sqrt{4 - 3x}$$
Mindkét oldal \(\geq 0\) kell legyen, vagy külön eseteket kell vizsgálni.
Vizsgáljuk meg, mikor \(2x - 3 \geq 0\):
$$2x - 3 \geq 0 \implies x \geq \frac{3}{2}$$
De \(x < \frac{4}{3} \approx 1.333\), így nincs metszet, tehát \(2x - 3 < 0\) az értelmezési tartományban.
Tehát \(2x - 3 < 0\), így a bal oldal negatív, a jobb oldal pedig \(\geq 0\), tehát az egyenlőtlét mindig teljesül:
$$2x - 3 \leq \sqrt{4 - 3x}$$
6. Oldjuk meg a második egyenlőtlenséget:
$$-\sqrt{4 - 3x} \leq 2x - 3$$
Átrendezve:
$$2x - 3 + \sqrt{4 - 3x} \geq 0$$
Mivel \(\sqrt{4 - 3x} \geq 0\), a bal oldal értéke nagyobb vagy egyenlő, mint \(2x - 3\).
Vizsgáljuk meg, mikor \(2x - 3 \geq 0\):
$$x \geq \frac{3}{2}$$
Ez az érték kívül esik az értelmezési tartományon (\(x < \frac{4}{3}\)), így az értelmezési tartományban \(2x - 3 < 0\).
Mivel \(\sqrt{4 - 3x} > 0\), a bal oldal mindig pozitív, tehát az egyenlőtlét teljesül.
7. Összefoglalva:
- A nevező miatt:
$$x < \frac{4}{3}$$
- A tört értéke mindig az \([-1,1]\) intervallumba esik az értelmezési tartományon belül.
8. Ellenőrizzük a nevező pozitivitását és a gyök értelmezését:
$$4 - 3x > 0 \implies x < \frac{4}{3}$$
9. Végső értelmezési tartomány:
$$\boxed{(-\infty, \frac{4}{3})}$$
Ez a legbővebb valós részhalmaz, ahol a függvény értelmezhető.
Arcsin Domain 55Eb1A
Step-by-step solutions with LaTeX - clean, fast, and student-friendly.