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输入计算

数学公式

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结果

(f ∘ g)(x) = f(g(x))
9
在给定 x 处的值
g(x) 3
(f ∘ g)(x) = f(g(x)) 9
f(x) 4
(g ∘ f)(x) = g(f(x)) 5

什么是复合函数?

复合函数是把一个函数的输出作为另一个函数的输入,从而将两个函数"嵌套"在一起。记号 (f∘g)(x) 读作"f 复合 g",意思是先用内层函数 g 对 x 求值,再把结果代入 f:(f∘g)(x) = f(g(x))。这里顺序很关键——反过来写成 (g∘f)(x) = g(f(x)),结果通常并不相同。

平面图显示 x 进入函数 g,其输出送入函数 f,得到 f(g(x))
复合函数把两个函数串联起来:x 进入 g,然后 g(x) 进入 f。

如何使用本计算器

分别输入两个二次函数的系数:f(x) = a·x² + b·x + c 与 g(x) = d·x² + e·x + h。如果想处理一次函数,例如 g(x) = 2x + 1,只需令 d = 0、e = 2、h = 1;若要表示常数函数,把较高次项的系数都设为 0 即可。选定要代入的 x 值后,计算器会给出 g(x)、f(g(x))、f(x) 和 g(f(x)),方便你对比两种复合顺序的差异。

公式详解

计算 (f∘g)(x) 的步骤如下:先求内层的值 u = g(x) = d·x² + e·x + h;再把 u 代入 f:f(u) = a·u² + b·u + c。因此复合后的结果就是 a·g(x)² + b·g(x) + c。反向复合 (g∘f)(x) 则把两者角色互换,改用 f(x) 作为内层的值。

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对比 f 复合 g 与 g 复合 f 的示意图,显示顺序不同
顺序很重要:(f∘g)(x) 和 (g∘f)(x) 通常不同。

例题演示

设 f(x) = x² + 1(a=1, b=0, c=1),g(x) = 2x + 3(d=0, e=2, h=3),在 x = 2 处求值。先算 g(2) = 2·2 + 3 = 7,再算 f(7) = 7² + 1 = 50,所以 (f∘g)(2) = 50。作为对比,f(2) = 5,(g∘f)(2) = g(5) = 2·5 + 3 = 13。

常见问题

(f∘g)(x) 等于 f(x)·g(x) 吗?不等于。复合是把 g(x) 代入 f,而乘法是把两个函数的输出相乘——这是完全不同的两种运算。

(f∘g) 一定等于 (g∘f) 吗?只有在某些特殊情况下才成立。一般而言,函数复合不满足交换律。

可以用一次函数吗?可以。只要把 x² 项的系数设为 0,就能得到一次函数或常数函数。

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