高校数学の復習

データサイエンスの基礎となる高校数学の重要概念を確認します。

関数の定義域と値域 レベル1

関数 $f(x) = \sqrt{4-x^2}$ の定義域と値域はどれか。

解説
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<p>この問題では、<strong>平方根を含む関数の定義域と値域</strong>の求め方について理解を深めます。データサイエンスでは、関数の定義域と値域を正しく理解することが、データの範囲や変換の制約を把握する上で重要です。</p><h4>定義域と値域の基本概念</h4><p><strong>定義域(Domain)</strong>:関数が意味を持つ(定義される)入力値 $x$ の範囲</p><p><strong>値域(Range)</strong>:関数の出力値 $f(x)$ が実際に取りうる値の範囲</p><p class='step'>1. 定義域の求め方</p><p>関数 $f(x) = \sqrt{4-x^2}$ において、平方根の中身(被開方数)は0以上でなければなりません。</p><p class='formula'>$4 - x^2 \geq 0
lt;/p><p>この不等式を解きます:</p><div class='formula'>\begin{align}4 - x^2 &\geq 0 \\-x^2 &\geq -4 \\x^2 &\leq 4 \\-2 \leq x &\leq 2\end{align}</div><p>したがって、定義域は $[-2, 2]$ です。</p><p class='step'>2. 値域の求め方</p><p>$x \in [-2, 2]$ において、$4 - x^2$ の値を調べます。</p><ul><li>$x = 0$ のとき:$4 - 0^2 = 4$ (最大値)</li><li>$x = \pm 2$ のとき:$4 - (\pm 2)^2 = 0$ (最小値)</li></ul><p>$4 - x^2$ の値の範囲は $[0, 4]$ なので、$\sqrt{4-x^2}$ の値の範囲は $[0, 2]$ です。</p><p>したがって、値域は $[0, 2]$ です。</p><div class='key-point'><div class='key-point-title'>計算のコツ</div><p><strong>平方根の定義域</strong>:$\sqrt{f(x)}$ では $f(x) \geq 0$ が必要</p><p><strong>値域の求め方</strong>:定義域での最大値・最小値を調べる</p><p><strong>間違いやすいポイント</strong>:境界値($x = \pm 2$)を含むかどうかの確認を忘れがち</p></div>
問題 1/10
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