首先此题的答案是 [-9/4, 1], 解题的思路如下:
因为,x<-3, 即函数y的定义域为(-∞, -3);
且,函数y的分母 x^2 - 4x -1 = 0 的根(函数y的间断点)为:
x1=2-2√5 =-2.47, 以及 x2= 2+ 2√5 - 6.47 >-3, 都不在定义域内。 即定义域内无间断点。
另外,y'=2(x^3 - 4x^2 - 2x + 2)/( x^2 - 4x -1)^2 在 x<-3 的定义域内 < 0 (永为负),
所以,y在定义域内是递减函数;
由此,ymax=y(-∞)=1, ymin=y(-3) =-9/4
所以,函数y在x<-3 区间的值域是[-9/4, 1]
直接求导,也行。
也可以分子分母同除以x²,令1/x²=t,注意t的范围
上下各除以x^2,利用配方法把分母配成平方+常数
解,y=x^2/(x^2-4x-1)
=1/(1-4/x-1/x^2)
=1/[-(1/x+2)^2+5]
而x<-3,则1/x∈(-1/3,0)
则1/x+2∈(5/3,2),则
-(1/x+2)^2+5∈(1,20/9)
则y∈(9/20,1)
由x²-4x-1=(x-2)²-5=0,得x₁=2-√5;x₂=2+√5;x₁和x₂都>-3,即函数的间断点都在取值区
间(-∞,-3)之外,因此无需考虑间断点的问题。在区间(-∞,-3)内该函数是连续的。
1/y=z=-(u+2)²+5是一条开口朝下的抛物线,顶点(-2,5);当u>-2时单调减;
故区间(-1/3,0)是单减区间;当u=-1/3时1/y获得最大值=-(-1/3+2)²+5=-(25/9)+5=20/9;
当u=0时1/y获得最小值=-4+5=1; ∴ 1<1/y<20/9;∴9/20 (-∞,-3)内的值域;