首先分析题目给出的条件:
设函数 $$f(x) = \sqrt{x^2 + 1} - x$$,我们需要求它的值域。
步骤1:简化函数表达式
将 $$f(x)$$ 有理化处理:
$$ f(x) = \sqrt{x^2 + 1} - x = \frac{(\sqrt{x^2 + 1} - x)(\sqrt{x^2 + 1} + x)}{\sqrt{x^2 + 1} + x} = \frac{1}{\sqrt{x^2 + 1} + x} $$
因此,$$f(x) = \frac{1}{\sqrt{x^2 + 1} + x}$$。
步骤2:分析分母的性质
令分母为 $$g(x) = \sqrt{x^2 + 1} + x$$,研究 $$g(x)$$ 的取值范围:
(1)当 $$x \geq 0$$ 时,$$g(x)$$ 随 $$x$$ 增大而单调递增,因为 $$\sqrt{x^2 + 1}$$ 和 $$x$$ 均递增。
最小值为 $$g(0) = 1$$,且当 $$x \to +\infty$$ 时,$$g(x) \to +\infty$$。
(2)当 $$x < 0$$ 时,令 $$x = -t$$($$t > 0$$),则:
$$ g(x) = \sqrt{t^2 + 1} - t = \frac{1}{\sqrt{t^2 + 1} + t} $$
此时 $$g(x)$$ 随 $$t$$ 增大而单调递减,当 $$t \to +\infty$$ 时,$$g(x) \to 0^+$$,当 $$t \to 0^+$$ 时,$$g(x) \to 1$$。
步骤3:确定 $$f(x)$$ 的值域
由 $$f(x) = \frac{1}{g(x)}$$,结合 $$g(x)$$ 的取值情况:
(1)当 $$x \geq 0$$ 时,$$g(x) \in [1, +\infty)$$,因此 $$f(x) \in (0, 1]$$。
(2)当 $$x < 0$$ 时,$$g(x) \in (0, 1)$$,因此 $$f(x) \in (1, +\infty)$$。
综上,$$f(x)$$ 的值域为 $$(0, 1] \cup (1, +\infty) = (0, +\infty)$$。
验证边界情况
当 $$x \to +\infty$$ 时,$$f(x) \to 0^+$$;当 $$x \to -\infty$$ 时,$$f(x) \to +\infty$$,与推导结果一致。
因此,函数 $$f(x)$$ 的值域为 $$(0, +\infty)$$。