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函数复合的步骤和函数复合的公式

时间:2020-11-27 16:10:28

  函数复合是把一个函数的输出作为另一个函数的输入:

20201127160052.png

意思是:g(f(x))。复合后的函数叫复合函数

例子:f(x) = 2x+3g(x) = x2

"x" 只是个位置标志符,为简单起见,在这里我们称之为 "输入":

f(输入) = 2(输入)+3

g(输入) = (输入)2

开始:

(g º f)(x) = g(f(x))

先运用 f,然后在结果上运用 g

20201127160136.png

如果我们把 f  g 的次序掉转呢?

(f º g)(x) = f(g(x))

先运用 g,然后在结果上运用 f

函数复合

(f º g)(x) = 2x2+3

  得到不同的结果!所以我们要小心函数的先后次序。

  符号

  函数复合的符号是个小圆圈(或空心圆点):

(g º f)(x)

不是个实心圆点:(g · f)(x) 的意思是相乘

  与自己复合
  你甚至可以把函数与自己复合!

例子:f(x) = 2x+3  (f º f)(x) = f(f(x))

  先运用 f,然后在结果上运用 f

函数复合

(f º f)(x) = 2(2x+3)+3 = 4x + 9

  不用画图也可以解:

(f º f)(x) = f(f(x))
  = f(2x+3)
  = 2(2x+3)+3
  = 4x + 9

  定义域

    定义域与值域图

 

  相当容易!但有一点复杂的是,你要考虑函数的定义域

定义域是函数所有输入值的集.

函数要可以运用在所有的输入上,所以你要自己决定用正确的定义域!

 

 例子:√x(x 的平方根)的定义域

  负数是没有平方根的(除非用虚数,但在这里我们不用),所以定义域不能包括负数:

√x 的定义域是所有非负实数

  在实数直线上像这样:

零以上

  用集合建构式符号表达就是:

{ x的成员reals | x ≥ 0}

  用区间符号表达就是:

[0,+∞)

  定义域一定要正确,不然结果就会有问题了!

  复合函数的定义域
  两个定义域都要正确(符合函数和第一个函数)。

  例如,(g º f)(x) = g(f(x)):

  f(x) 的定义域要正确,
  g(x) 的定义域也要正确

例子:f(x) = √x and g(x) = x2

  f(x) = √x 的定义域是所有非负实数

  g(x) = x2 的定义域是所有实数

  复合函数是:

(g º f)(x) = g(f(x))
  = (√x)2
  = x

  通常 "x" 的定义域是所有实数 ,但因为在这里它是个复合函数,所以我们也要考虑 f(x) 的定义域

  因此,这个复合函数的定义域是所有非负实数,

  为什么要考虑两个定义域?
  想象函数是机器,第一个函数用火烧一个洞(只能在金属上烧),第二个函数把洞钻大一点(可以钻木头或金属):

20201127160828.png

火

你看到最后结果是的钻出来的洞,所以你可能以为这个复合机器用在木头金属上都可以。

但是,如果你把木头放进 g º f 这个复合机器里,第一个函数 f 就会把木头烧掉!

  所以 "机器里面" 的运作是重要的。

  分解函数,你也可以反过来把一个函数分解成几个函数的复合。

例子: (x+1/x)2

这个函数可以是几个函数的复合:

f(x) = x + 1/x

g(x) = x2

结果是:

(g º f)(x) = g(f(x))
  = g(x + 1/x)
  = (x + 1/x)2

  有时这个方法可以帮助我们简化一个复杂的函数。

  总括
  "函数复合" 是把一个函数的输出作为另一个函数的输入。
  (g º f)(x) = g(f(x)), 先运用 f(),然后运用 g()
  一定要符合第一个函数的定义域
  有一些函数可以被分解成两个或以上比较简单的函数。

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