La prima parte della risposta
3m0o ha scritto:Se ti trovi meglio per velocizzare il calcolo puoi ragionare al contrario. Mi spiego.
Poni \( \ell = \ln(a) \) ed \( a = \arcsin(x) \), e tratti \( \ell \) ed \(a\) come variabili senza preoccuparti troppo (come la "x" per capirci)
Sai che \( \sqrt{\ell} \) è definita con \( \ell \geq 0 \) quindi \( \ell = \ln(a) \geq 0 \) con \(a \geq 1 \),
ora \( a = \arcsin(x) \geq 1 \) con \( x \geq \sin(1) \) ed \(x \) nel dominio di \( \arcsin \)
Dunque fai l'intersezione \( [-1,1] \cap [ \sin(1), + \infty ] = [\sin(1),1] \), prendi \( [-1,1] \) perché è il dominio di \( \arcsin \)
Magari non si è capito bene com'era strutturata la mia risposta. Questa è la parte diciamo "pratica". Per velocizzare il processo di ricerca del dominio nei casi che interessa a te, quindi dominio di funzioni continue etc. Se non ti è chiaro qualche passaggio domanda pure.
La seconda parte della risposta
3m0o ha scritto:Per capire il perché, formalmente, si procede così per trovare il dominio di funzioni composte:
Se hai due funzioni \( f : A \to B \) e \( g : X \to Y \)
[...]
(i calcoli sono esattamente quelli che hai fatto te)
Questa parte invece è per spiegarti cosa stai facendo. Perché ho avuto l'impressione (e potrei sbagliarmi) dal modo in cui hai cercato il dominio che tu provi a ragionare in questo modo:
"Okay devo trovare un dominio... faccio un sistema di disequazioni e trovo il dominio... ora che sistema faccio? E poi delle varie soluzioni delle singole disequazioni cosa me ne faccio? Le interseco? Prendo quella più restrittiva?"
Sostanzialmente ho avuto l'impressione che non ti fosse chiaro il concetto che stavi trattando.
Non fraintendermi è giusto ragionare facendo un sistema. Ma se hai in chiaro quello che stai cercando e il suo significato, ti risulta chiaro cosa fare, come fare e come impostare il sistema. Non volevo dire che per cercare il dominio devi procedere come nella seconda parte, anzi. Però era per chiarirti quali sono gli oggetti che stai trattando: insiemi! Insiemi su cui una funzione è definita e vuoi trovare un insieme che ti rende il tutto compatibile con la composizione delle funzioni che possiedi!
Per chiarirti meglio quanto detto nella seconda parte magari ti faccio un esempio.
3m0o ha scritto:Intuitivamente stai facendo questo:
- prendi l'immagine di \( f \), \( f(A) \)
- Ora vuoi poterla comporre con \( g \) quindi ti servono gli elementi di \( f(A) \) che stanno anche in \( X \) perché \( g \) è definita solo su \( X \). Quindi prendi l'intersezione che ti restituisce i valori che stanno in entrambi gli insiemi: \( f(A) \cap X \).
- A te interessa però il dominio \( U \), quindi che valori può assumere la \( x \) e quindi torni indietro prendendo la pre-immagine di \( f \), ovvero \( f^{-1} \), su \( f(A) \cap X \), per ottenere dunque il dominio : \( U=f^{-1} \left( f(A) \cap X \right) \)
Prendiamo queste due funzioni
\[ f: \mathbb{Q} \to \mathbb{Q} \]
\[ \mathbb{Q} \ni \frac{a}{b} \mapsto f(\frac{a}{b})=\left\{\begin{matrix}
\frac{b}{a} & \text{se} & a \neq 0 \\
0 & \text{se} & a = 0
\end{matrix}\right. \]
e prendiamo
\[ g: \mathbb{N} \to \mathbb{N} \]
\[ \mathbb{N} \ni n \mapsto g(n) = n+1 \]
Attenzione: L'insieme \( \mathbb{Q} \) è composto solo dalle frazioni ridotte ai minimi termini.
Vuoi cercare il dominio \(U\) di \( g \circ f : U \to \mathbb{N} \).
1) Prendi l'immagine di \(f\), ovvero \( f(\mathbb{Q}) = \mathbb{Q} \).
2) Prendi l'intersezione con il dominio di \(g \) quindi \( f(\mathbb{Q}) \cap \mathbb{N} = \mathbb{Q} \cap \mathbb{N} = \mathbb{N} \)
Cos'è la composizione di funzione \( g \circ f \)? Significa che ad un valore \( x \in \mathbb{Q} \) tramite la regola di \(f \) tu gli assegni un altro valore. Si scrive
\[ x \mapsto f(x) \]
Ora se vuoi applicare \(g\) puoi pensarla così: "\(x\) sta ad \(f\) come \(f(x)\) sta a \(g\)". Nel senso che nella composizione l'argomento di \(g \) è il valore \(f(x)\), esattamente come l'argomento di \(f\) è il valore \(x\).
\[ f(x) \mapsto g(f(x)) \]
Quindi puoi vedere la \(f(x) \) come un'altra variabile \(y=f(x)\) (cambiamoli il nome)
\[ y \mapsto g(y) \]
Chiaramente i valori della \(y\) devono essere sia quelli che può prendere come argomento la \(g\) sia i valori che prende la \(f\) come immagine, per questo motivo fai l'intersezione dei due insiemi.
Dunque
\[ x \mapsto f(x) \mapsto g(f(x)) \]
Per poter fare quanto detto qui sopra hai bisogno che \(f(x) \in \mathbb{N} \) perché la \(g\) prende solo naturali.
Per questo motivo prendi l'intersezione \( f(\mathbb{Q}) \cap \mathbb{N} \)
3) Torni indietro cercando la pre-immagine, perché a te interessa quali valori può assumere la \(x \) dato un insieme di valori che può assumere la \(f\).
Il grosso problema ora è che \(f(x)\) potrebbe non essere un numero naturale se non scegli le \(x\) "adatte", e quindi nel caso non lo fosse non puoi darlo a \(g\). Quindi devi domandarti, per quali \(x\in \mathbb{Q} \) abbiamo che \(f(x)\) è un numero naturale? Ovvero cerchi questo insieme
\[ U=\{ x \in \mathbb{Q} : f(x) \in \mathbb{N} \} = f^{-1}(f(\mathbb{Q}) \cap \mathbb{N})=f^{-1}(\mathbb{N})\]
che è il tuo dominio.
In questo caso non serve risolvere alcun sistema, ma puoi ragionare. Se \( a = 0 \) allora \( \frac{a}{b} = 0 \) per ogni \( b \in \mathbb{Z}^*\). E dunque \( f(0) = 0 \in \mathbb{N} \). E va bene!
Ora se \( a \neq 0 \), vogliamo che \(f(\frac{a}{b})= \frac{b}{a} \in \mathbb{N} \), quindi \( a= 1 \) (ti ricordo che l'insieme \( \mathbb{Q} \) è composto dalle frazioni ridotte ai minimi termini). Inoltre \( b \in \mathbb{N}^* \).
Quindi il dominio di \( g \circ f \) è
\[ U= \{ \frac{1}{b} : b \in \mathbb{N}^* \} \cup \{0\} = \{ x \in \mathbb{Q} : f(x) \in \mathbb{N} \} \]
Ma ti ripeto questo non è per mostrarti come procedere, ma per spiegarti il significato di cosa stai facendo. Se capisci il significato poi il sistema (e quindi il procedimento che hai usato te) che devi fare ti appare chiaro.
Se hai domande ponile pure.