Fungsi Gubahan

1.2 Fungsi Gubahan
 
Imej ini ialah gambar rajah pendidikan yang menerangkan fungsi komposit, dilambangkan sebagai gf(x). Ia terbahagi kepada empat bahagian: 1. ‘Definisi’: Fungsi yang memetakan fungsi lain. 2. ‘Notasi’: Termasuk g(f(x)), f(g(x)), dan g∘f(x). 3. ‘Domain’: Fungsi pertama, biasanya f(x) atau x. 4. ‘Julat’: Fungsi komposit itu sendiri, sama ada gf(x) atau fg(x). Ilustrasi pensel berada di tengah, menunjuk kepada istilah 'Fungsi Komposit gf(x)' dengan anak panah bersambung ke setiap bahagian.
 
Definisi
Diberi dua fungsi \(f(x)\) dan \(g(x)\), hasil gabungan dua fungsi yang ditulis sebagai \(fg(x)\) atau \(gf(x)\) ditakrifkan sebagai \(fg(x)=f[g(x)]\) atau \(gf(x)=g[f(x)]\).
 
Sifat-sifat Fungsi Gubahan
Rajah

Perwakilan visual fungsi komposit dengan tiga set P, Q dan R, dan fungsi f dan g pemetaan di antara mereka.

Huraian
  • Fungsi \(f\) memetakan set \(P\) kepada set \(Q\), fungsi \(g\) memetakan set \(Q\) kepada set \(R\) dan fungsi \(gf\) memetakan set \(P\) kepada set \(R\)
  • Diberi dua fungsi \(f(x)\) dan \(g(x)\), dua fungsi itu boleh digabungkan dan ditulis sebagai \(fg(x)\) atau \(gf(x)\) yang ditakrifkan sebagai \(fg(x)=f[g(x)]\) atau \(gf(x)=g[f(x)]\).
  • Secara umumnya, \(fg \ne gf\)\(f^2=ff\)\(f^3=fff\) dan seterusnya.
 
Contoh \(1\)
Soalan

Diberi dua fungsi \(f(x)=2x\) dan \(g(x)=x^2-5\),

Tentukan fungsi gubahan berikut.

(a) \(fg\)
(b) \(gf\)
(c) \(f^2\)
(d) \(g^2\)

Penyelesaian

(a)

\(\begin{aligned} fg(x)&=f[g(x)] \\ &=f(x^2-5) \\ &=2(x^2-5) \\ &=2x^2-10. \end{aligned}\)

\(\therefore fg(x)=2x^2-10.\)


(b)

\(\begin{aligned} gf(x)&=g[f(x)] \\ &=g(2x) \\ &=(2x)^2-5 \\ &=4x^2-5. \end{aligned}\)

\(\therefore gf(x)=4x^2-5.\)


(c)

\(\begin{aligned} f^2(x)&=f[f(x)] \\ &=f(2x) \\ &=2(2x) \\ &=4x. \end{aligned}\)

\(\therefore f^2(x)=4x.\)


(d)

\(\begin{aligned} g^2(x)&=g[g(x)] \\ &=g(x^2-5) \\ &=(x^2-5)^2-5 \\ &=x^4-10x^2+25-5\\ &=x^4-10x^2+20 .\end{aligned}\)

\(\therefore g^2(x)=x^4-10x^2+20.\)

 
Contoh \(2\)
Soalan

Jika \(f(x)=x-1\) dan \(g(x)=x^2-3x+4\), cari

(a) \(fg(2)\),
(b) nilai-nilai \(x\) apabila \(fg(x)=7\).

Penyelesaian

(a)

\(\begin{aligned} fg(x)&=f[g(x)] \\ &=f(x^2-3x+4) \\ &=x^2-3x+4-1 \\ &=x^2-3x+3. \end{aligned}\)

Maka,

\(\begin{aligned} fg(2)&=(2)^2-3(2)+3 \\ &=1. \end{aligned}\)


(b)

\(\begin{aligned} fg(x)&=7 \\ x^2-3x+3&=7 \\ x^2-3x-4&=0 \\ (x+1)(x-4)&=0. \end{aligned}\)

Maka,

\(\therefore x=-1,\quad x=4.\)

 
Contoh \(3\)
Soalan

Diberi fungsi \(f(x)=x-2\). Cari fungsi \(g(x)\) sekiranya \(fg(x)=8x-7\).

Penyelesaian

\(\begin{aligned} f[g(x)]&=8x-7 \\ g(x)-2&=8x-7 \\ g(x)&=8x-7+2. \\ \end{aligned}\)

\(\therefore g(x)=8x-5.\)

 

Fungsi Gubahan

1.2 Fungsi Gubahan
 
Imej ini ialah gambar rajah pendidikan yang menerangkan fungsi komposit, dilambangkan sebagai gf(x). Ia terbahagi kepada empat bahagian: 1. ‘Definisi’: Fungsi yang memetakan fungsi lain. 2. ‘Notasi’: Termasuk g(f(x)), f(g(x)), dan g∘f(x). 3. ‘Domain’: Fungsi pertama, biasanya f(x) atau x. 4. ‘Julat’: Fungsi komposit itu sendiri, sama ada gf(x) atau fg(x). Ilustrasi pensel berada di tengah, menunjuk kepada istilah 'Fungsi Komposit gf(x)' dengan anak panah bersambung ke setiap bahagian.
 
Definisi
Diberi dua fungsi \(f(x)\) dan \(g(x)\), hasil gabungan dua fungsi yang ditulis sebagai \(fg(x)\) atau \(gf(x)\) ditakrifkan sebagai \(fg(x)=f[g(x)]\) atau \(gf(x)=g[f(x)]\).
 
Sifat-sifat Fungsi Gubahan
Rajah

Perwakilan visual fungsi komposit dengan tiga set P, Q dan R, dan fungsi f dan g pemetaan di antara mereka.

Huraian
  • Fungsi \(f\) memetakan set \(P\) kepada set \(Q\), fungsi \(g\) memetakan set \(Q\) kepada set \(R\) dan fungsi \(gf\) memetakan set \(P\) kepada set \(R\)
  • Diberi dua fungsi \(f(x)\) dan \(g(x)\), dua fungsi itu boleh digabungkan dan ditulis sebagai \(fg(x)\) atau \(gf(x)\) yang ditakrifkan sebagai \(fg(x)=f[g(x)]\) atau \(gf(x)=g[f(x)]\).
  • Secara umumnya, \(fg \ne gf\)\(f^2=ff\)\(f^3=fff\) dan seterusnya.
 
Contoh \(1\)
Soalan

Diberi dua fungsi \(f(x)=2x\) dan \(g(x)=x^2-5\),

Tentukan fungsi gubahan berikut.

(a) \(fg\)
(b) \(gf\)
(c) \(f^2\)
(d) \(g^2\)

Penyelesaian

(a)

\(\begin{aligned} fg(x)&=f[g(x)] \\ &=f(x^2-5) \\ &=2(x^2-5) \\ &=2x^2-10. \end{aligned}\)

\(\therefore fg(x)=2x^2-10.\)


(b)

\(\begin{aligned} gf(x)&=g[f(x)] \\ &=g(2x) \\ &=(2x)^2-5 \\ &=4x^2-5. \end{aligned}\)

\(\therefore gf(x)=4x^2-5.\)


(c)

\(\begin{aligned} f^2(x)&=f[f(x)] \\ &=f(2x) \\ &=2(2x) \\ &=4x. \end{aligned}\)

\(\therefore f^2(x)=4x.\)


(d)

\(\begin{aligned} g^2(x)&=g[g(x)] \\ &=g(x^2-5) \\ &=(x^2-5)^2-5 \\ &=x^4-10x^2+25-5\\ &=x^4-10x^2+20 .\end{aligned}\)

\(\therefore g^2(x)=x^4-10x^2+20.\)

 
Contoh \(2\)
Soalan

Jika \(f(x)=x-1\) dan \(g(x)=x^2-3x+4\), cari

(a) \(fg(2)\),
(b) nilai-nilai \(x\) apabila \(fg(x)=7\).

Penyelesaian

(a)

\(\begin{aligned} fg(x)&=f[g(x)] \\ &=f(x^2-3x+4) \\ &=x^2-3x+4-1 \\ &=x^2-3x+3. \end{aligned}\)

Maka,

\(\begin{aligned} fg(2)&=(2)^2-3(2)+3 \\ &=1. \end{aligned}\)


(b)

\(\begin{aligned} fg(x)&=7 \\ x^2-3x+3&=7 \\ x^2-3x-4&=0 \\ (x+1)(x-4)&=0. \end{aligned}\)

Maka,

\(\therefore x=-1,\quad x=4.\)

 
Contoh \(3\)
Soalan

Diberi fungsi \(f(x)=x-2\). Cari fungsi \(g(x)\) sekiranya \(fg(x)=8x-7\).

Penyelesaian

\(\begin{aligned} f[g(x)]&=8x-7 \\ g(x)-2&=8x-7 \\ g(x)&=8x-7+2. \\ \end{aligned}\)

\(\therefore g(x)=8x-5.\)