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과학

합성함수

합성함수과학
영문명
Composite function
표기
g ∘ f
계산 규칙
(g∘f)(x) = g(f(x))
기본 조건
f의 출력이 g의 정의역에 포함
합성함수는 한 함수를 적용한 결과에 다른 함수를 다시 적용하여 만든 함수다. (g∘f)(x)=g(f(x))로 쓰며, 먼저 f를 적용하고 그다음 g를 적용한다.

안쪽 함수부터 계산

f(x)=x+1, g(x)=x²이면 (g∘f)(x)=(x+1)²이다. 반대로 (f∘g)(x)=x²+1이다. x=2에서 각각 9와 5가 되므로 합성 순서는 일반적으로 바꿀 수 없다.

정의역 확인

f(x)=x−2이고 g(t)=√t를 실수 함수로 보면 g(f(x))가 정의되려면 x−2≥0이어야 한다. 따라서 이 합성식의 자연스러운 정의역은 x≥2다. 식을 대입해 만드는 과정과 입력이 허용되는 범위를 정하는 과정이 함께 필요하다.

세 함수를 이어 쓰기

정의역과 공역이 맞는 세 함수의 합성은 (h∘g)∘f=h∘(g∘f)를 만족한다. 두 경우 모두 x를 f에 넣고, 결과를 g에, 다시 h에 넣는다. 괄호의 묶음은 바꿀 수 있지만 함수의 적용 순서는 유지해야 한다.

곱셈과 다른 연산

g(f(x))는 g(x)f(x)와 다르다. 전자는 출력이 다음 함수의 입력이 되고 후자는 두 함수값을 곱한다. 같은 함수 f를 두 번 합성한 f∘f도 f(x)의 제곱과는 일반적으로 같지 않다.

관련 문서

함수 / 항등함수 / 역함수 / 제곱근 / 이차함수 / 곱셈