(Translated by https://www.hiragana.jp/)
複合函數 - 維基百科,自由的百科全書 とべいたり內容

ふくあい函數かんすう

本頁使用了標題或全文手工轉換
維基百科ひゃっか自由じゆうてき百科全書ひゃっかぜんしょ

ふくあい函數かんすう英語えいごFunction composition),またたたえづく合成ごうせい函數かんすうざい數學すうがくちゅうゆび逐點いち函數かんすう作用さよう於另いち函數かんすうてき結果けっか所得しょとくいたてきだいさん函數かんすうれい如,函數かんすう f : XY g : YZ 以複あいとくいたしたがえ X なかてき x うついた Z なか g(f(x)) てき函數かんすう直觀ちょっかんらいせつ,如果 z これ y てき函數かんすうy これ x てき函數かんすうz これ x てき函數かんすういたてきふくあい函數かんすうさく g ∘ f : XZ定義ていぎためたい X なかてき所有しょゆう x(g ∘ f )(x) = g(f(x))[note 1] 直觀ちょっかんせつふくあい兩個りゃんこ函數かんすうこれ兩個りゃんこ函數かんすう鏈接ざいいちおこりてき過程かてい,內函すうてき輸出ゆしゅつ就是がい函數かんすうてき輸入ゆにゅう

函數かんすうてきふくあい關係かんけいふくあいてきいち特例とくれいいん此複あい關係かんけいてき所有しょゆう性質せいしつ適用てきよう於函すうてきふくあい[1] ふくあい函數かんすうかえゆういち些其性質せいしつ

定義ていぎ

[編輯へんしゅう]

考慮こうりょいた函數かんすうてき值域定義ていぎいきよう簡單かんたんてき以「計算けいさんしき」,如把所有しょゆう てきゆうじょたいあたま接尾せつびてき這樣直觀ちょっかん定義ていぎ合成ごうせいかいぐういた問題もんだいてきぞうこれ ため實數じっすう,這樣 自然しぜんてきたいせっいた しかひらけ根號こんごうなり かいぐういたたい負數ふすうひらき根號こんごう出現しゅつげん單一たんいつ值的問題もんだい(請參棣莫どる公式こうしき),就算考慮こうりょ單一たんいつ值的問題もんだいわが們期もちてき合成ごうせい函數かんすうてき值域到底とうてい該不該包含ほうがん複數ふくすう呢?所以ゆえん (1) わが們一開始かいし就要準備じゅんび合成ごうせいてき兩個りゃんこ函數かんすうてき值域跟定義ていぎいき劃分清楚せいそ (2) よう考慮こうりょいたたいせってき時候じこう前面ぜんめんてき值域跟後めんてき值域一定いってい相等そうとうてき問題もんだい

如果わが們有兩個りゃんこ函數かんすう ,而兩しゃてき定義ていぎいき分別ふんべつ ;值域分別ふんべつ 。如果 わが定義ていぎ合成ごうせい函數かんすうため

直觀ちょっかんじょうせつ,如果 てき輸出ゆしゅつ範圍はんいゆういち部分ぶぶんざい てき輸入ゆにゅう範圍はんい」,わが們就定義ていぎさき作用さよう さい作用さよう てき函數かんすうただし這個「しん合成ごうせいてき函數かんすうてき定義ていぎいき可能かのうかいいん此被げんちぢみ輸出ゆしゅつ值處ざい兩者りょうしゃ交集てき 而已)。注意ちゅういいたまい ただかいゆういち輸出ゆしゅつ ,而每 ただかいゆういち輸出ゆしゅつ所以ゆえん這樣「さき作用さよう さい作用さよう てきばなしまい ただかいゆういち輸出ゆしゅつ 而已,這確保かくほりょう 符合ふごうわが們對函數かんすうてき要求ようきゅう

絕對ぜったい函數かんすうあずかさん函數かんすう兩個りゃんこ函數かんすう不同ふどうてき次序じじょふくあい。這表明ひょうめいりょう函數かんすうふくあい遵守じゅんしゅ交換こうかんりつ

とう 注意ちゅうい這是集合しゅうごうてき相等そうとう!),わが們會せつ これ交換こうかんてき

兩個りゃんこ一對一いちたいいち函數かんすうてき合成ごうせい函數かんすう也是一對一いちたいいちてき

わたる及到しるべ函數かんすうてきふくあい函數かんすうてきしるべすう以用鏈式法則ほうそくもとめFaà di Bruno公式こうしききゅうりょうふくあい函數かんすうてき高階たかしなしるべすうまとひょうたちしき

れい

[編輯へんしゅう]
g ∘ ff あずか g てきふくあいれい如,(g ∘ f )(c) = #.
兩個りゃんこ函數かんすうふくあいてき具體ぐたいれい
  • 有限ゆうげんしゅうじょうてき函數かんすうふくあいわか f = {(1, 3), (2, 1), (3, 4), (4, 6)}g = {(1, 5), (2, 3), (3, 4), (4, 1), (5, 3), (6, 2)}のり gf = {(1, 4), (2, 5), (3, 1), (4, 2)}.
  • 無限むげんしゅううえてき函數かんすうふくあいわか f: ℝ → ℝ (其中 所有しょゆう實數じっすうてき集合しゅうごうひょうたちしきため f(x) = 2x + 4,而 g: ℝ → ℝ ひょうたちしきため g(x) = x3のり
(fg)(x) = f(g(x)) = f(x3) = 2x3 + 4, and
(gf)(x) = g(f(x)) = g(2x + 4) = (2x + 4)3.
  • 如果いちざい t 時刻じこくてき海拔かいばつため h(t),而海拔かいばつ x しょてき氧氣濃度のうどため c(x)(ch)(t) 描述りょう t 時刻じこく周圍しゅういてき氧氣濃度のうど

ふくあい幺半ぐん

[編輯へんしゅう]

假設かせつわが們有兩個りゃんこある函數かんすう f: XX, g: XX定義ていぎいきあずか到達とうたついきしょうどう;這些函數かんすう一般いっぱんしょうさく變換へんかん。於是,わが們可以構造こうぞう變換へんかんふくあい而成てき鏈,ffgf。這種鏈具有ぐゆう幺半ぐんてき代數だいすう結構けっこうしょうさく變換へんかん幺半ぐんあるものふくあい幺半ぐん通常つうじょう變換へんかん幺半ぐん具有ぐゆう非常ひじょう複雜ふくざつてき結構けっこう。一個很有名的例子是とくひしげ姆曲せん所有しょゆう函數かんすう f: XX てき集合しゅうごうしょうさく X うえてきぜん變換へんかんはんぐん[2]ある對稱たいしょうはんぐん[3]。(わが們其實可みか定義ていぎ兩個りゃんこはんぐん,這取けつ定義ていぎはんぐん運算うんざんため函數かんすうひだりふくあいみぎふくあいてき方式ほうしき[4]

EFA變換へんかんため△ATBてき相似そうじせいこれくらい H かずS ため中心ちゅうしんてき旋轉せんてん R てきふくあいれい如,A ざい旋轉せんてんRしたてきぞうこれ U以寫さくR (A) = U。而 H(U) = B 表示ひょうじうつ H U 變換へんかんいたりょう Bよし此,H(R (A)) = (H ∘ R )(A) = B

如果變換へんかんそう(也就可逆かぎゃく),のり這些函數かんすう所有しょゆう可能かのうてき組合くみあい構成こうせいりょういち變換へんかんぐん以說這個ぐんよし這些函數かんすう生成せいせいてき。這就引出りょうぐんろんうらめんてき凱萊定理ていりしたがえ本質ほんしつじょう表明ひょうめい,(ざいどう意義いぎにんなんぐんみやこただしぼういち置換ちかんぐんてきぐん[5]

所有しょゆうそう函數かんすう f: XXしょうさく置換ちかんてき集合しゅうごう構成こうせいりょう一個關於複合算子的群。這就對稱たいしょうぐんゆうしょうさくふくごうぐん

ざい所有しょゆう變換へんかんてき對稱たいしょうはんぐんちゅうわが們還發現はつげんいち較弱てきただいちてきぎゃく變換へんかんしょうさくにせぎゃく),いんため對稱たいしょうぐんいち正則せいそくはんぐん[6]

函數かんすうべき

[編輯へんしゅう]

如果 Y Xのり f: XY ゆう可能かのう以與自身じしんふくあい;這有時候じこうさく f 2そく

(ff)(x) = f(f(x)) = f2(x)
(fff)(x) = f(f(f(x))) = f3(x)
(ffff)(x) = f(f(f(f(x)))) = f4(x)

さら一般いっぱんたいn ≥ 2 てき自然しぜんすうn つぎ函數かんすうべき歸納きのう定義ていぎため fn = ffn−1 = fn−1f. 這種函數かんすうあずか自身じしんてき反覆はんぷくふくあいしょうさく迭代函數かんすう

  • 習慣しゅうかんじょうf0 定義ていぎため f 定義ていぎいきじょうてきつねどううつidX.
  • 如果 Y = X,而 f: XX 存在そんざいはん函數かんすう f−1麼對於 n > 0まけ函數かんすうべき fn 定義ていぎためはん函數かんすうてきべきfn = (f−1)n.

注意ちゅういわか f ざいいちたまき內取值(特別とくべつたい於實值或ふくf),存在そんざい混淆こんこうてきふうけわしよしため fn 也可以表示ひょうじ f てき n つぎじょうせきf2(x) = f(x) · f(x). たいさんかく函數かんすう通常つうじょうかい使用しよう後者こうしゃてき含義,いたりしょうたい於正指數しすう這樣。れい如,ざい三角みすみまなぶなか使用しよう三角さんかく函數かんすう sin2(x) = sin(x) · sin(x) てき時候じこう,這個じょう標記ひょうきごう表示ひょうじ標準ひょうじゅんてき指數しすう運算うんざんたい於負指數しすう特別とくべつ −1),のり通常つうじょうゆびてきはん函數かんすうれい如,tan−1 = arctan ≠ 1/tan.

ざいいち些情きょうたい於給てい函數かんすう fぽうほど gg = f ただゆういちかい g てき時候じこう,該函すう定義ていぎため f てき函數かんすう平方根へいほうこんさく g = f1/2.

さら一般いっぱんとう gn = f ただゆうただいちかい自然しぜんすう n > 0),fm/n定義ていぎため gm.

ざいがく外的がいてきげんせい,這個そうほうかえ以推ひろ使つかいとく迭代函數かんすう以是いち連續れんぞくてきまいりすうざい此情がた,這樣てき系統けいとうしょうさくながれゆかりほどこせいさおかたほど定義ていぎ。迭代函數かんすうりゅう自然しぜん現在げんざいぶんかたち動力どうりょく系統けいとうてき研究けんきゅうちゅう

ため避免混淆こんこうゆう些數がく f てき n 迭代うつしさく f °n.

其他記法きほう

[編輯へんしゅう]

許多きょた數學すうがく特別とくべつ群論ぐんろん方面ほうめんてき數學すうがくはぶけふく合符あいふごう gf うつしさく gf.[7]

ざい20世紀せいき中葉ちゅうよう,一些數學家認為用「gfらい表示ひょうじくびさきほどこせ fしかほどこせ gふとしれいじん困惑こんわく,於是決定けってい改變かいへん記法きほう們用「xfらい代表だいひょうf(x)」,もちい(xf)gらい代表だいひょうg(f(x))」。[8] 這在ぼう領域りょういきかい函數かんすううつしざいひだりめんさら自然しぜん簡便かんべん如在せんせい代數だいすうなかとう x ためくだりむこうりょうf g 表示ひょうじのりじん,而複あい通過つうかのりじん乘法じょうほう完成かんせいてき時候じこう。這種がえだい記法きほうしょうさくこうつづり表示法ひょうじほう順序じゅんじょ重要じゅうよういんため函數かんすうふくあい一定いってい交換こうかんてき如矩じん乘法じょうほう)。こうみぎ進行しんこうほどこせ函數かんすうふくあいてきうつしほうふく合從がっしょうひだりいたみぎてき閱讀順序じゅんじょ

使用しようつづり表示法ひょうじほうてき數學すうがく可能かのうかいうつしfg」,表示ひょうじさきほどこせ f さいほどこせ g,這樣就能あずかのちつづり表示法ひょうじほうちゅうてき符號ふごうてき順序じゅんじょ保持ほじ一致いっち這就かいゆずるfg」這個記號きごうゆう歧義りょう計算けいさん科學かがく可能かのうよう f ; g らい表示ひょうじ [1] ,這樣就能區分くぶんふくあいてき順序じゅんじょりょうようひだりふく合算がっさん和文わぶん本分ほんぶんこう區分くぶんひらけらいざいZ表示法ひょうじほう(Z notation)ちゅうよう於左關係かんけいふくあい[9] よし所有しょゆう函數かんすうもと關係かんけいざい函數かんすうふくあい中也ちゅうやおう該用[あら]ぶんごうまいり 關係かんけいふくあい條目じょうもく了解りょうかい此記法的ほうてき詳細しょうさい內容)。

ふく合算がっさん

[編輯へんしゅう]

きゅうてい函數かんすう gふく合算がっさん Cg 定義ていぎため使とく

てきしたがえ函數かんすううついた函數かんすうてきさんざいさん理論りろん領域りょういきかい研究けんきゅうふく合算がっさん

多元たげん函數かんすう

[編輯へんしゅう]

たい於多もと函數かんすうらいせつ部分ぶぶんふくあいゆう可能かのうてきとう函數かんすう f てき部分ぶぶんさんすう xi ゆかり g かわ掉後いたてき結果けっかざい一些計算機工程文獻中,さく f |xi = g

とう g いち常數じょうすう b ときふくあい退化たいかためいち部分ぶぶんもとめ值,其結果けっか就會きりせいあるもの輔因[10]

通常つうじょう多元たげん函數かんすうてきふくあい可能かのうわたる若干じゃっかん其他函數かんすう作為さくいさんすう,如原始げんし遞歸函數かんすうてき定義ていぎきゅうじょう fいち n もと函數かんすうn m もと函數かんすう g1, ..., gnf あずか g1, ..., gn てきふくあい m もと函數かんすう

.

這有しょうさく f あずか g1, ..., gn てき廣義こうぎふくあい[11] ざい這個一般いっぱんてきじょうがたちゅう通過つうか所有しょゆう這些用作ようさくさんすうてきはこすうごう適地てきちせんため射影しゃえい函數かんすうただ保留ほりゅういちまいりすう函數かんすう,就能いた前面ぜんめんひっさげいたてきただゆう一個參數部分複合的函數。かえよう注意ちゅういざい這個一般いっぱんじょうがたちゅうg1, ..., gn 以看さくたんむこうりょうあるもとくみ值函すう,這樣理解りかいてきばなし,這就ふくあい函數かんすうてき標準ひょうじゅん定義ていぎ[12]

ぼう基本きほんしゅう X うえてきいち些有げんせい運算うんざんしょうさくかつたかし,它們需要じゅよう包含ほうがん所有しょゆう射影しゃえいなみ且在廣義こうぎふくごうふう閉。請注意ちゅういかつたかし通常つうじょう包含ほうがん各種かくしゅもとかず(arity)てき運算うんざん[11] 交換こうかんてき概念がいねんざい多元たげんじょうがた中葉ちゅうようゆういちゆう意思いしてき推廣:如果もとかず nてき函數かんすう f 保持ほじ g てきどうたい函數かんすうg てきもとすうため m),のり以說 fあずか g 交換こうかんてきたんまたしかれい如:[13]

.

一元運算總是與自己可交換,ただしげんあるものさら多元たげん運算うんざん一定いってい如此。あずか自身じしん交換こうかんてきげんあるさら多元たげん運算うんざんたたえためmedialあるentropic[13]

ふくあい以推こういた任意にんいもと關係かんけいわか RX × Y あずか SY × Z 兩個りゃんこもと關係かんけいのり它們てきふくあい SR 定義ていぎため {(x, z) ∈ X × Z : yY. (x, y) ∈ R (y, z) ∈ S}. 考慮こうりょ二元關係的一個特殊情形(函數かんすう關係かんけい),ふくあい函數かんすう滿足まんぞく關係かんけいふくあいてき定義ていぎ

へん函數かんすうてきふくあいようしょうどう方式ほうしき定義ていぎてき定義ていぎゆういち類似るいじ凱萊定理ていり(Cayley's theorem)てき定理ていりさけべ做Wagner-Preston定理ていり[14]

具有ぐゆうたいしゃ函數かんすうてき集合しゅうごう範疇はんちゅうさけべ做原がた範疇はんちゅう(prototypical category)。範疇はんちゅうてき公理こうり實際じっさいじょう受到りょうふくあい函數かんすうてき性質せいしつかず定義さだよし啟發けいはつ[15] よしふくあい形成けいせいてき結構けっこうざい範疇はんちゅうろんちゅう公理こうり推廣,函數かんすうてき概念がいねんかわなりりょう範疇はんちゅうろんちゅうてきたいしゃ公式こうしき (f ∘ g)−1 = (g−1f−1) なかてきはんじょふくあい同樣どうよう適用てきよう使用しようぎゃく關係かんけいてき關係かんけいふくあいいん此在群論ぐんろん中也ちゅうや適用てきよう。這些結構けっこう形成けいせいりょうdagger範疇はんちゅう

はいばん

[編輯へんしゅう]

ふく合算がっさん ∘  へん碼為U+2218 RING OPERATOR ,HTML:∘まいりDegree symbol條目じょうもく中外ちゅうがいかん類似るいじてきUnicodeざいTeXなかうつしさく\circ

まいり

[編輯へんしゅう]

注釋ちゅうしゃく

[編輯へんしゅう]
  1. ^ ゆう些作しゃ使用しよう f ∘ g : XZ定義ていぎため (f ∘ g )(x) = g(f(x))

參考さんこう文獻ぶんけん

[編輯へんしゅう]
  1. ^ Daniel J. Velleman. How to Prove It: A Structured Approach. Cambridge University Press. 2006: 232. ISBN 978-1-139-45097-3. 
  2. ^ Christopher Hollings. Mathematics across the Iron Curtain: A History of the Algebraic Theory of Semigroups. American Mathematical Society. 2014: 334. ISBN 978-1-4704-1493-1. 
  3. ^ Pierre A. Grillet. Semigroups: An Introduction to the Structure Theory. CRC Press. 1995: 2. ISBN 978-0-8247-9662-4. 
  4. ^ Pál Dömösi; Chrystopher L. Nehaniv. Algebraic Theory of Automata Networks: A Introduction. SIAM. 2005: 8. ISBN 978-0-89871-569-9. 
  5. ^ Nathan Carter. Visual Group Theory. MAA. 9 April 2009: 95. ISBN 978-0-88385-757-1. 
  6. ^ Olexandr Ganyushkin; Volodymyr Mazorchuk. Classical Finite Transformation Semigroups: An Introduction. Springer Science & Business Media. 2008: 24. ISBN 978-1-84800-281-4. 
  7. ^ Oleg A. Ivanov. Making Mathematics Come to Life: A Guide for Teachers and Students. American Mathematical Soc. 1 January 2009: 217–. ISBN 978-0-8218-4808-1. 
  8. ^ Jean Gallier. Discrete Mathematics. Springer. 2011: 118 [2018-08-05]. ISBN 978-1-4419-8047-2. (原始げんし內容そん於2019-06-06). 
  9. ^ ISO/IEC 13568:2002(E), p. 23
  10. ^ Bryant, R.E. Logic Minimization Algorithms for VLSI Synthesis (PDF). IEEE Transactions on Computers. August 1986, C–35 (8): 677–691 [2018-08-05]. doi:10.1109/tc.1986.1676819. (原始げんし內容そん (PDF)於2020-11-29). 
  11. ^ 11.0 11.1 Clifford Bergman. Universal Algebra: Fundamentals and Selected Topics. CRC Press. 2011: 79–80. ISBN 978-1-4398-5129-6. 
  12. ^ George Tourlakis. Theory of Computation. John Wiley & Sons. 2012: 100. ISBN 978-1-118-31533-0. 
  13. ^ 13.0 13.1 Clifford Bergman. Universal Algebra: Fundamentals and Selected Topics. CRC Press. 2011: 90–91. ISBN 978-1-4398-5129-6. 
  14. ^ S. Lipscomb, "Symmetric Inverse Semigroups", AMS Mathematical Surveys and Monographs (1997), ISBN 0-8218-0627-0, p. xv
  15. ^ Peter Hilton; Yel-Chiang Wu. A Course in Modern Algebra. John Wiley & Sons. 1989: 65. ISBN 978-0-471-50405-4. 

外部がいぶ連結れんけつ

[編輯へんしゅう]