设
f(x)={x2,x,∣x∣⩾1,∣x∣<1, 若
f(g(x)) 的值域是
[0,+∞),则函数
g(x) 的值域是( )
\begin{answer}
条件不足,无法唯一确定
\end{answer}
\begin{solution}
令
G 为函数
g(x) 的值域. 由
f(u)={u2,u,∣u∣⩾1,∣u∣<1,
可知当
−1<u<0 时
f(u)<0,而
f(u)⩾0 的必要条件是
u 不属于
(−1,0). 另一方面,为得到复合函数值域中的每个
y∈[0,1),必须取到
u=y∈[0,1);对于
y⩾1,既可以取
u=y,也可以取
u=−y.
因此,仅由
f(g(x)) 的值域为
[0,+∞),不能唯一确定
G. 例如函数
g1(x)=∣x∣ 的值域为
G1=[0,+∞),且
f(G1)=[0,+∞). 再定义
g2(x)=⎩⎨⎧x,0,x,x⩽−1,−1<x<0,x⩾0,
则其值域为
G2=(−∞,−1]∪[0,+∞),同样有
f(G2)=[0,+∞). 所以按原题面条件,函数
g(x) 的值域不唯一;若另加
G 为区间(例如
g 连续)的条件,才可得到
G=[0,+∞),对应选项 C.
\end{solution}