Jump to content
החלפת מצב תפריט
שינוי מצב תפריט ההעדפות
החלפת מצב תפריט אישי
לא בחשבון
כתובת ה־IP שלך תהיה גלויה לציבור אם תעשה עריכות כלשהן.

הרכבת פונקציות

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קובץ:Compfun.png
<math>\ (g \circ f)(x)</math>, הרכבה של <math>\ g</math> על <math>\ f</math>

במתמטיקה, ההרכבה של פונקציות היא פונקציה המתקבלת מהפעלת פונקציות בזו אחר זו. הפעולה מסומנת ע"י: o .

ובאופן פורמלי: בהינתן קבוצות <math>X,Y,Z</math>, אם <math>f</math> פונקציה מ-<math>X</math> ל-<math>Y</math> ו-<math>g</math> פונקציה מ-<math>Y</math> ל-<math>Z</math>, אז ההרכבה <math>g \circ f</math> (בסדר זה, קרי: <math>g</math> מורכבת על <math>f</math>) היא הפונקציה מ-<math>X</math> ל-<math>Z</math> המוגדרת לפי <math>\ (g \circ f)(x) = g(f(x))</math>. ההרכבה מוגדרת בתנאי שהתמונה של הפונקציה הראשונה (<math>f</math>) מוכלת בתחום של הפונקציה השנייה (<math>g</math>).

כלומר, הערך של <math>g \circ f</math> מתקבל על ידי החלת הפונקציה <math>f</math> על <math>x</math> כדי לקבל

<math>y=f(x)</math>, ואז החלת הפונקציה <math>g</math> על התוצאה <math>y</math> כדי לקבל <math>g(y) = g(f(x))</math>.

תכונות עריכה

התכונה החשובה ביותר של הרכבת פונקציות היא האסוציאטיביות של הפעולה: אם אפשר להרכיב את <math>h</math> על <math>g</math> ואת <math>g</math> על <math>f</math>, אז <math>h \circ (g \circ f) = (h \circ g) \circ f</math>. בזכות תכונה זו, והעובדה שלמערכות של פונקציות יש תפקיד מרכזי כל-כך במתמטיקה, מרבית הפעולות במבנים אלגבריים, ובראשם החבורות, הם אסוציאטיביים. לדוגמה, אוסף כל הפונקציות מקבוצה <math>X</math> לעצמה הוא מונויד. פונקציה <math>f \colon X \to Y</math> שהיא פונקציה חד-חד-ערכית ועל היא הפיכה: קיימת <math>g \colon Y \to X</math> כך ש-<math>g \circ f = \operatorname{id}_X</math> וגם <math>f \circ g = \operatorname{id}_Y</math> (דהיינו, ההרכבה <math>g \circ f</math> היא פונקציית הזהות על <math>X</math>, ובנוסף ההרכבה <math>f \circ g</math> היא פונקציית הזהות על <math>Y</math>). למעשה, אם קיימת פונקציה <math>g</math> שכזו היא יחידה, ולכן מכונה "הפונקציה ההופכית של <math>f</math>" ולרוב מסומנת ב-<math>f^{-1}</math>.

הרכבה של פונקציות ממשיות עריכה

הרוב המכריע של הפונקציות המופיעות בחישובים מדעיים מתקבלות כהרכבות של פונקציות יסודיות; הרכבות כאלה נקראות פונקציות אלמנטריות. למשל, הפונקציה <math>\ f(x) = e^{\sin(x^2)}</math> היא ההרכבה <math>f = \mathord{\exp} \circ \mathord{\sin} \circ s</math> כאשר <math>s(x) = x^2</math> ו-<math>\exp(x) = e^x</math>.

ניתן לדון גם בגבול של הרכבת פונקציות ממשיות: אם <math>f</math> ו-<math>g</math> פונקציות שעבורן <math>\lim_{x\rightarrow x_0} f(x)=y_0</math> וכן גם קיים הגבול <math>\lim_{y\rightarrow y_0} g(y)=L</math> (עבור <math>x_0,y_0</math> כלשהם), אז הגבול של הרכבת הפונקציות <math>g \circ f</math> כאשר <math>x \to x_0</math> קיים ושווה ל-<math>\lim_{x\rightarrow x_0} (g\circ f)(x) = \lim_{y\rightarrow y_0} g(y) = L</math>. אם מתקיים לפחות אחד משני התנאים הבאים, אז גם <math>g\left(\lim_{x\rightarrow x_0} f(x)\right)=L</math> מתקיים: <math>g</math> רציפה ב-<math>y_0</math> (כלומר <math>L = g(y_0)</math>) או שקיימת סביבה מנוקבת של <math>x_0</math> שבה <math>f(x) \neq y_0</math>. שני תנאים אלו מספיקים אך לא הכרחיים.

כלל השרשרת קובע את הנגזרת של הרכבת פונקציות, באופן התלוי בנגזרות של המרכיבים.

קישורים חיצוניים עריכה

ויקישיתוף מדיה וקבצים בנושא [[commons:Category:{{#property:P373}}|הרכבת פונקציות]] בוויקישיתוף
  • הרכבת פונקציות, באתר MathWorld (באנגלית)