题目
由下列两个函数复合而成的函数,不满足fog=gof的有:A. f(x)=x^2,g(x)=sqrt(x)B. f(x)=ln x,g(x)=e^xC. f(x)=2x,g(x)=(1)/(2)x
由下列两个函数复合而成的函数,不满足$fog=gof$的有:
A. $f(x)=x^2$,$g(x)=\sqrt{x}$
B. $f(x)=\ln x$,$g(x)=e^x$
C. $f(x)=2x$,$g(x)=\frac{1}{2}x$
题目解答
答案
A. $f(x)=x^2$,$g(x)=\sqrt{x}$
解析
考查要点:本题主要考查函数复合运算的性质,即判断两个函数是否满足交换律($f \circ g = g \circ f$)。关键在于正确计算复合函数的表达式,并分析其定义域和对应关系。
解题思路:
- 分别计算$f(g(x))$和$g(f(x))$的表达式;
- 比较两个复合函数的等价性,注意定义域的限制;
- 判断是否存在所有$x$使得$f(g(x)) = g(f(x))$,若存在例外情况,则不满足条件。
破题关键:
- 注意根号与平方的关系:$\sqrt{x^2} = |x|$,而非直接等于$x$;
- 定义域的隐含限制:如$\ln x$要求$x > 0$;
- 线性函数的特殊性:系数互为倒数时复合后可能恒等。
选项A:$f(x) = x^2$,$g(x) = \sqrt{x}$
- 计算$f(g(x))$:
$f(g(x)) = f(\sqrt{x}) = (\sqrt{x})^2 = x$ - 计算$g(f(x))$:
$g(f(x)) = g(x^2) = \sqrt{x^2} = |x|$ - 比较结果:
- 当$x \geq 0$时,$|x| = x$,两者相等;
- 当$x < 0$时,$|x| = -x \neq x$,因此不满足$f \circ g = g \circ f$。
选项B:$f(x) = \ln x$,$g(x) = e^x$
- 计算$f(g(x))$:
$f(g(x)) = \ln(e^x) = x$ - 计算$g(f(x))$:
$g(f(x)) = e^{\ln x} = x$ - 比较结果:
- 在定义域$x > 0$内,$f(g(x)) = g(f(x)) = x$,满足条件。
选项C:$f(x) = 2x$,$g(x) = \frac{1}{2}x$
- 计算$f(g(x))$:
$f(g(x)) = 2 \cdot \left(\frac{1}{2}x\right) = x$ - 计算$g(f(x))$:
$g(f(x)) = \frac{1}{2} \cdot (2x) = x$ - 比较结果:
- 对所有实数$x$,$f(g(x)) = g(f(x)) = x$,满足条件。