這個計算機能做什麼
函數運算計算機可以把兩個在「相同輸入值 x」上求值的函數結合起來。只要給定 \(f(x)\) 與 \(g(x)\),它就能算出兩者的和、差、積或商。這是代數與微積分先修課程的基本功,常出現在「完成表格」這類題目中——也就是依據兩個現有的函數欄位,填出一個新的欄位。
使用方式
先選擇你要的運算——加法、減法、乘法或除法。接著在指定的 \(x\) 上,輸入 \(f(x)\) 的值與 \(g(x)\) 的值。計算機會立刻顯示結合後的結果。如果你要處理整張表格,只要對每一列的 \(x\) 值重複同樣的步驟即可。
公式解析
四種標準的函數運算都是「逐點」定義的,也就是針對每一個 \(x\) 上的輸出值進行運算:
$$(f+g)(x) = \text{f(x)} + \text{g(x)}$$$$(f-g)(x) = \text{f(x)} - \text{g(x)}$$$$(f \cdot g)(x) = \text{f(x)} \times \text{g(x)}$$$$(f / g)(x) = \dfrac{\text{f(x)}}{\text{g(x)}}, \quad \text{g(x)} \neq 0$$其中除法(商)只有在 \(g(x) \neq 0\) 時才有定義,因為除以零是沒有意義的。
範例演算
假設在 \(x = 2\) 時 \(f(x) = 5\)、\(g(x) = 3\)。那麼 $$(f+g)(x) = 5 + 3 = 8$$$$(f-g)(x) = 5 - 3 = 2$$$$(f \cdot g)(x) = 5 \times 3 = 15$$$$(f / g)(x) = 5 \div 3 \approx 1.6667$$每一種運算其實就是把基本四則運算套用到這兩個輸出值上。
常見問題
\((f/g)(x)\) 在什麼情況下沒有定義?只要 \(g(x) = 0\) 就無法定義,因為除以零沒有值。這些 \(x\) 值必須排除在定義域之外。
運算的順序會有影響嗎?對減法與除法而言會有影響:\((f-g)(x)\) 一般並不等於 \((g-f)(x)\),商的情況也一樣。至於加法與乘法則符合交換律,順序不影響結果。
可以用它來完成一整張數值表嗎?可以。先在表格中的每一個 \(x\) 上求出 \(f\) 與 \(g\) 的值,再對每一列各執行一次計算,就能把新的欄位填滿。