Composition Functions
1. **تمرين الأول - تعريف وحساب الدالة h = g \circ f**
نُعطى دالتين f و g مع جداول قيمهما.
- جدول g:
\(x: -4, 0, 3\)
\(g(x): 1, 3, 0\)
- جدول f:
\(x: -3, -1, 0, 1, 2, 4\)
\(f(x): -4, 0, 2, 0, 3, 7\)
**1) إيجاد مجموعة تعريف h = g \circ f:**
تعريف المركب h هو \(h(x) = g(f(x))\).
- أولاً، نوجد قيم \(f(x)\) لكل \(x\) في مجال f وهي \([-3,4]\).
- ثم يجب أن تكون \(f(x)\) من مجال التعريف لدالة g، أي \(f(x) \in \{-4,0,3\}\) لأن g معرف فقط عند هذه القيم.
نبحث عن \(x\) حيث \(f(x) = -4, 0\text{ أو } 3\):
- \(f(-3) = -4\) ✅
- \(f(-1) = 0\) ✅
- \(f(1) = 0\) ✅
- \(f(2) = 3\) ✅
- قيم أخرى \(f(x) = 2,7\) ليست في مجال \(g\).
إذاً:
\(
D_h = \{ -3, -1, 1, 2 \}
\)
**2) حساب \(h(1), h(-3), h(2)\):**
- \(h(1) = g(f(1)) = g(0) = 3\)
- \(h(-3) = g(f(-3)) = g(-4) = 1\)
- \(h(2) = g(f(2)) = g(3) = 0\)
**3) استنتاج اتجاه تغير الدالة h:**
- \(f\) تزيد من \(-3\) إلى \(2\) كالآتي: \(f(-3)=-4\) تزداد إلى \(f(2)=3\).
- \(g\) تتناقص من \(x=-4\) إلى \(0\) (من 1 إلى 3) ثم تنخفض من \(0\) إلى \(3\).
- بما أن \(h(x) = g(f(x))\)، يتبع اتجاه تغير \(h\) تغير \(g\) وفق مخرجات \(f\).
**4) دراسة تغير الدالتين p و k معرفتين على \(D=[-4;3]\)**
- \(p(x) = g^2(x) + 1 = (g(x))^2 + 1\)
- \(k(x) = \sqrt{g(x)}\)
- للدلالة:
- على المجال \([0;3]\): \(g(0) = 3\) و\(g(3) = 0\) بالتالي:
- \(p(0) = 3^2 +1 = 10\) و\(p(3) = 0^2 +1=1\) إذن \(p\) تناقصية هنا.
- \(k(0) = \sqrt{3}\) و \(k(3)=0\) بالتالي \(k\) تناقصية.
- على المجال \([-4;0[\): \(g(-4)=1\) و\(g(0)=3\).
- \(p(-4) = 1^2 +1=2\) و\(p(0) = 10\) إذن \(p\) تزايدية.
- \(k(-4) = \sqrt{1} =1\) و\(k(0) = \sqrt{3}\) اذا \(k\) تزايدية.
---
5. **تمرين الثاني - التحليل والدالة التربيعية**
\(f(x) = x^2 + \alpha x - \beta\) ونقطتين معطاة: قطع محور \(y=0\) عند \(x=5\) ونقطة \(A(3,-4)\) على المنحنى.
- من قطع المحور:
\(f(5) = 25 + 5\alpha - \beta = 0\)
- من نقطة \(A\):
\(f(3) = 9 + 3\alpha - \beta = -4\)
نطرح المعادلتين:
$$ (25 + 5\alpha - \beta) - (9 + 3\alpha - \beta) = 0 - (-4) \implies 16 + 2\alpha = 4 \implies 2\alpha = -12 \implies \alpha = -6 $$
من معادلة \(f(5)=0\):
$$25 + 5(-6) - \beta = 0 \implies 25 - 30 - \beta = 0 \implies -5 - \beta = 0 \implies \beta = -5$$
الدالة:
$$ f(x) = x^2 - 6x + 5 $$
**3) إثبات أن**
$$f(x) = (x-3)^2 - 4$$
نوسع الجانب الأيمن:
$$ (x-3)^2 -4 = x^2 - 6x + 9 -4 = x^2 - 6x + 5 $$
يتطابق مع \(f(x)\).
**4) تحليل f كتركيب دالتين**
نفصل \(f(x) = r(w(x))\) مع
- \(w(x) = x-3\)
- \(r(t) = t^2 - 4\) حيث \(t = w(x)\)
*اتجاه التغير*:
- \(r(t) = t^2 -4\) تزداد على \([0, +\infty[\) وتتناقص على \(]-\infty, 0]\).
- \(w(x) = x - 3\) خطية تزداد دائماً.
\(f\) تناقصية على \(]-\infty, 3]\) وتزايدية على \([3, +\infty[\).
**جدول التغيرات:**
\(
\begin{array}{c|ccc}
x & -\infty & 3 & +\infty \\
\hline
f'(x) & - & 0 & + \\
f(x) & +\infty & -4 & +\infty \\
\end{array}
\)
---
6. **تمرين الثالث - حساب \((f \circ f \circ f)(-2)\)**
دالة \(f\) معرفة على \([-2,3]\) على الشكل البياني التالي (القيم تقريبية من الرسم):
- \(f(-2) = 2\)
- \(f(0) = 0\)
- \(f(2) = 3\)
- \(f(3) = 2\)
نحسب:
\(f(-2) = 2\)
\(f(f(-2)) = f(2) = 3\)
\(f(f(f(-2))) = f(3) = 2\)
إذا:
$$ (f \circ f \circ f)(-2) = 2 $$
**النتيجة العامة للعلاقة:**
لاحظنا تتابع القيم:
\(x_0 = -2\), \(x_1 = f(x_0) = 2\), \(x_2 = f(x_1) = 3\), \(x_3 = f(x_2)=2\), \(x_4 = f(x_3) = 3\), ...
أي أن \(f(f(...f(-2)...))\) يكرر القيمتين \(2\) و \(3\) بالتناوب.
بالتالي، إذا عد \(n\) زوجياً يكون النتيجة \(2\) وإذا فردياً تكون \(3\).
---