Bileşke Fonksiyon

Bir \( x \) girdisine önce \( f \) fonksiyonu, elde edilen \( f(x) \) değerine daha sonra \( g \) fonksiyonu uygulanarak iki fonksiyonu tek bir fonksiyonda birleştiren fonksiyona bileşke fonksiyon denir ve \( g \circ f \) şeklinde gösterilir.

Bileşke fonksiyon
Bileşke fonksiyon

Bu tanıma göre, bir \( x \) girdisinin \( g \circ f \) bileşke fonksiyonuna göre görüntüsü, elemanın \( f \) fonksiyonuna göre görüntüsü olan \( f(x) \) değerinin \( g \) fonksiyonuna göre görüntüsüdür.

Bileşke fonksiyonda bir elemanın görüntüsü
Bileşke fonksiyonda bir elemanın görüntüsü

Dikkat edilirse \( g \circ f \) bileşkesinde önce sağdaki \( f \) fonksiyonu, sonra soldaki \( g \) fonksiyonu uygulanır.

\( (g \circ f)(x) = g(f(x)) \) bileşke fonksiyonunda \( f \) fonksiyonuna "içteki fonksiyon", \( g \) fonksiyonuna "dıştaki fonksiyon" da denir.

SORU 1 :

Aşağıdaki tabloda her sütunda üstte verilen \( x \) değerine karşılık gelen \( f(x) \) ve \( g(x) \) değerleri gösterilmiştir.

Buna göre, \( (f \circ g)(3) + (g \circ f)(-4) \) işleminin sonucu kaçtır?

\( x \) \( -4 \) \( 3 \) \( 7 \)
\( f(x) \) \( 7 \) \( 1 \) \( -2 \)
\( g(x) \) \( -6 \) \( 7 \) \( 3 \)

\( (f \circ g)(3) + (g \circ f)(-4) = f(g(3)) + g(f(-4)) \)

\( = f(7) + g(7) \)

\( = -2 + 3 = 1 \) bulunur.

Fonksiyon - Makine Benzetmesi

Daha önce yaptığımız fonksiyon - makine benzetmesini bileşke fonksiyona aşağıdaki gibi uyarlayabiliriz.

İki fonksiyon arasında bileşke işlemi
İki fonksiyon arasında bileşke işlemi

Bu benzetmede \( f \) bir çamaşır makinesi, \( g \) de bir kurutma makinesi olarak düşünülürse \( g \circ f \) bileşke fonksiyonu önce yıkama, ardından kurutma işlemlerini gerçekleştiren tek bir makine olarak düşünülebilir.

Bileşke Fonksiyonun Bulunması

Sıralı ikili biçiminde tanımlanmış \( f \) ve \( g \) fonksiyonlarının \( g \circ f \) bileşkesinde, önce bir \( x \) elemanının \( f \)'ye göre görüntüsü, ardından elde edilen \( f(x) \) değerinin \( g \)'ye göre görüntüsü bulunur.

Formülle tanımlanmış \( f \) ve \( g \) fonksiyonları arasındaki \( g \circ f \) bileşke fonksiyonu aşağıdaki yöntemle bulunur.

  • \( (g \circ f)(x) = g(f(x)) \) yazılır.
  • \( g(x) \) kuralındaki her \( x \) yerine \( f(x) \) karşılığı yazılır.
  • Elde edilen ifade sadeleştirilir.
SORU 2 :

\( f(x) = 4x \)

\( g(x) = x^2 \)

\( h(x) = \sqrt{3x} \)

fonksiyonları arasındaki aşağıdaki bileşke fonksiyonları bulunuz.

(a) \( f \circ g \)

(b) \( g \circ f \)

(c) \( f \circ h \)

(d) \( h \circ f \)

(e) \( g \circ h \)

(f) \( h \circ g \)

(a) seçeneği:

\( (f \circ g)(x) = f(g(x)) = f(x^2) \)

\( = 4x^2 \)

(b) seçeneği:

\( (g \circ f)(x) = g(f(x)) = g(4x) \)

\( = (4x)^2 = 16x^2 \)

(c) seçeneği:

\( (f \circ h)(x) = f(h(x)) = f(\sqrt{3x}) \)

\( = 4\sqrt{3x} \)

(d) seçeneği:

\( (h \circ f)(x) = h(f(x)) = h(4x) \)

\( = \sqrt{3(4x)} = \sqrt{12x} \)

(e) seçeneği:

\( (g \circ h)(x) = g(h(x)) = g(\sqrt{3x}) \)

\( = (\sqrt{3x})^2 = 3x \)

(f) seçeneği:

\( (h \circ g)(x) = h(g(x)) = h(x^2) \)

\( = \sqrt{3x^2} = \sqrt{3}\abs{x} \)

Bileşke Fonksiyonun Grafiği

Bir \( g \circ f \) bileşke fonksiyonunun grafiğinde, her \( x \) değeri için önce \( f(x) \), ardından \( g(f(x)) \) bulunur ve \( (x, g(f(x))) \) noktası koordinat düzleminde işaretlenir.

SORU 3 :
Soru

Yukarıda \( f, g, h \) fonksiyonlarının grafikleri verilmiştir.

\( a = (f \circ g)(2) \)

\( b = (h \circ f)(1) \)

\( c = (g \circ f)(2) \)

\( d = (f \circ h)(0) \)

\( e = (h \circ g)(4) \)

olduğuna göre, \( a, b, c, d, e \) değerlerini küçükten büyüğe doğru sıralayınız.

Grafiği inceleyerek istenen değerleri sırasıyla bulalım.

\( a = (f \circ g)(2) = f(g(2)) \)

\( = f(1) = 3 \)

\( b = (h \circ f)(1) = h(f(1)) \)

\( = h(3) = 4 \)

\( c = (g \circ f)(2) = g(f(2)) \)

\( = g(4) = 1 \)

\( d = (f \circ h)(0) = f(h(0)) \)

\( = f(1) = 3 \)

\( e = (h \circ g)(4) = h(g(4)) \)

\( = h(1) = 2 \)

Bulduğumuz değerleri küçükten büyüğe doğru sıralayalım.

\( c \lt e \lt a = d \lt b \)

Üç Fonksiyonun Bileşkesi

Üç fonksiyonun bileşkesi aşağıdaki şekilde tanımlanır.

İki fonksiyonlu durumda olduğu gibi, bileşke fonksiyonlarda fonksiyonların yazılış sırası uygulama sırasının tersidir. Dolayısıyla \( h \circ g \circ f \) şeklindeki bir bileşke fonksiyonda uygulama sırası \( f \to g \to h \) şeklinde olur.

Fonksiyon - makine benzetmesini üç fonksiyonun bileşke fonksiyonuna aşağıdaki şekilde uyarlanabilir.

Üç fonksiyon arasında bileşke işlemi
Üç fonksiyon arasında bileşke işlemi

Bileşke İşleminin Özellikleri

Bazı durumlarda aynı sonucu verebilse de, genel kural olarak bileşke işleminin değişme özelliği yoktur. Makine benzetmesini kullanırsak çamaşırları önce yıkayıp sonra kurutmak ile önce kurutup sonra yıkamak farklı sonuçlar verecektir.

Bileşke işleminin birleşme özelliği vardır. Buna göre fonksiyonların sırası değiştirilmeden bileşke işlemleri farklı şekillerde gruplanabilir. Bu özellik sayesinde \( h \circ g \circ f \) ifadesi parantezsiz yazılabilir.

Birleşme özelliğini makine benzetmesine uyarlarsak üç makine sıraları aynı kalmak koşuluyla herhangi bir şekilde ikili ya da üçlü birleştirilebilir.

Bileşke işleminin birleşme özelliği
Bileşke işleminin birleşme özelliği

Bileşke işleminin etkisiz elemanı birim fonksiyondur. \( A \) kümesi üzerindeki birim fonksiyon \( I_A(x) = x \) şeklinde tanımlanır. Yukarıda kullandığımız çamaşır/kurutma makinesi benzetmesine giysilere hiçbir işlem uygulamayan ve giysilerin girdiği şekliyle çıktığı bir makine daha eklediğimizi varsayalım (\( h(x) = I = x \)). Çamaşırları böyle bir makineye çamaşır ya da kurutma makinesinden önce ya da sonra atmamızın işlem sonucuna bir etkisi olmayacaktır.

Bileşke Fonksiyonlarda Birebirlik ve Örtenlik

Bu bölümde \( f: A \to B \) ve \( g: B \to C \) fonksiyonları ve bileşkelerinin birebir ve örten olma durumları arasındaki ilişkileri inceleyeceğiz.

\( f \) ve \( g \) fonksiyonları birebir ise \( g \circ f \) bileşkesi de birebirdir.

\( f \) ve \( g \) fonksiyonları örten ise \( g \circ f \) bileşkesi de örtendir.

\( g \circ f \) bileşkesi birebir ise \( f \) fonksiyonu da birebirdir.

\( g \circ f \) bileşkesi birebir ise \( g \) fonksiyonu birebir olabilir ya da olmayabilir. Aşağıda \( g \circ f \) birebir iken \( g \)'nin birebir olmadığı duruma bir örnek verilmiştir.

Bileşkesi birebir ve örten olan iki fonksiyon
Bileşkesi birebir ve örten olan iki fonksiyon

\( g \circ f \) bileşkesi örten ise \( g \) fonksiyonu da örtendir.

\( g \circ f \) bileşkesi örten ise \( f \) fonksiyonu örten olabilir ya da olmayabilir. Yukarıdaki şekil \( g \circ f \) örten iken \( f \) fonksiyonunun örten olmadığı duruma da bir örnektir.

\( g \circ f \) bileşkesi örten ise \( g \) fonksiyonu da örtendir.

Yukarıdaki durumları özetlersek, \( g \circ f \) birebir ise bu özellik içteki \( f \) fonksiyonuna, örten ise bu özellik dıştaki \( g \) fonksiyonuna geçer.

SORU 4 :

\( f: \{ (1, a), (2, b), (3, c), (4, d) \} \)

\( g: \{ (a, 3), (b, 5), (c, 7), (d, 9) \} \) olduğuna göre,

\( (g \circ f)(4) + (g \circ f \circ g)(a) \) işleminin sonucu kaçtır?

Sorudaki ifadeyi aşağıdaki şekilde yazabiliriz.

\( g(f(4)) + g(f(g(a))) \)

Birinci terimin sonucunu bulalım.

\( f(4) = d \)

\( g(f(4)) = g(d) = 9 \)

İkinci terimin sonucunu bulalım.

\( g(a) = 3 \)

\( f(g(a)) = f(3) = c \)

\( g(f(g(a))) = g(c) = 7 \)

İşlemin sonucunu bulalım.

\( g(f(4)) + g(f(g(a))) = 9 + 7 = 16 \) bulunur.


SORU 5 :

\( f(x) = 4x + 5 \) ve \( (f \circ g)(2) = 17 \) olduğuna göre, \( g(2) \) kaçtır?

\( (f \circ g)(2) = f(g(2)) = 17 \)

\( f \) fonksiyonunda \( x \) yerine \( g(2) \) yazalım.

\( 4g(2) + 5 = 17 \)

\( g(2) = 3 \) bulunur.


SORU 6 :

\( f(x) = 2x \)

\( g(x) = x^3 + 4\sqrt{x} - 2^x \)

olduğuna göre, \( (g \circ f)(2) \) kaçtır?

Bu soruyu iki yöntemle çözebiliriz.

1. yöntem:

\( (g \circ f)(2) = g(f(2)) \)

\( f(2) \) değerini bulmak için \( f \) fonksiyonunda \( x = 2 \) yazalım.

\( f(2) = 2(2) = 4 \)

Bu değeri yukarıdaki ifadede yerine koyalım.

\( (g \circ f)(2) = g(f(2)) = g(4) \)

\( g(4) \) değerini bulmak için \( g \) fonksiyonunda \( x = 4 \) yazalım.

\( g(4) = 4^3 + 4\sqrt{4} - 2^4 \)

\( = 64 + 8 - 16 = 56 \)

2. yöntem:

\( g \circ f \) bileşke fonksiyonunu bulalım.

\( (g \circ f)(x) = g(f(x)) \)

\( = g(2x) \)

\( g \) fonksiyon tanımında her \( x \) yerine \( 2x \) yazalım.

\( = (2x)^3 + 4\sqrt{2x} - 2^{2x} \)

\( = 8x^3 + 4\sqrt{2x} - 2^{2x} \)

\( (g \circ f)(2) \) değerini bulmak için \( g \circ f \) fonksiyonunda \( x = 2 \) yazalım.

\( (g \circ f)(2) = 8(2)^3 + 4\sqrt{2(2)} - 2^{2(2)} \)

\( = 64 + 8 - 16 = 56 \)


SORU 7 :

\( f(4x + 5) = x^2 - 4x - 7 \) olduğuna göre, \( f(-3) \) kaçtır?

\( x \)'in hangi değerinde verilen fonksiyon tanımında \( f(-3) \) ifadesini elde edeceğimizi bulmak için parantez içindeki ifadeyi -3'e eşitleyelim.

\( 4x + 5 = -3 \)

\( x = -2 \)

Verilen fonksiyon tanımında \( x = -2 \) yazalım.

\( f(4(-2) + 5) = (-2)^2 - 4(-2) - 7 \)

\( f(-3) = 4 + 8 - 7 = 5 \) bulunur.


SORU 8 :

\( f(x) = 2x + 5 \) ve \( (f \circ g)(x) = 6x - 7 \) olduğuna göre, \( g(x) \) fonksiyonunu bulunuz.

\( (f \circ g)(x) = 6x - 7 \)

\( f(g(x)) = 6x - 7 \)

\( f \) fonksiyonunda \( x \) yerine \( g(x) \) yazalım.

\( 2g(x) + 5 = 6x - 7 \)

\( g(x) = 3x - 6 \) bulunur.


SORU 9 :

\( \mathbb{Q} \) rasyonel sayılar kümesi olmak üzere,

\( f(x)= \begin{cases} 3x - 2 & x \in \mathbb{Q} \\ x^2 - 1 & x \notin \mathbb{Q} \end{cases} \)

olduğuna göre, \( (f \circ f)(\frac{\sqrt{3}}{3}) \) kaçtır?

\( (f \circ f)(\frac{\sqrt{3}}{3}) = f(f(\frac{\sqrt{3}}{3})) \)

\( \frac{\sqrt{3}}{3} \) sayısı rasyonel olmadığı için parçalı fonksiyonun ikinci tanımı kullanılır.

\( f(\frac{\sqrt{3}}{3}) = (\frac{\sqrt{3}}{3})^2 - 1 \)

\( = -\dfrac{2}{3} \)

\( f(f(\frac{\sqrt{3}}{3})) = f(-\frac{2}{3}) \)

\( -\frac{2}{3} \) sayısı rasyonel olduğu için parçalı fonksiyonun ilk tanımı kullanılır.

\( f(-\frac{2}{3}) = 3(-\frac{2}{3}) - 2 \)

\( = -4 \) bulunur.


SORU 10 :

\( f(x) = 2x - 5 \)

\( (f \circ g)(x) = 3g(x) + 2x - 2 \)

olduğuna göre, \( g(2) \) kaçtır?

\( (f \circ g)(x) = 3g(x) + 2x - 2 \)

\( f(g(x)) = 3g(x) + 2x - 2 \)

\( f \) fonksiyonunda \( x \) yerine \( g(x) \) yazalım.

\( 2g(x) - 5 = 3g(x) + 2x - 2 \)

\( g(x) = -2x - 3 \)

\( g(2) \) değerini bulmak için \( x = 2 \) yazalım.

\( g(2) = -2(2) - 3 = -7 \) bulunur.


SORU 11 :

\( f(x) = x^2 + 4 \)

\( g(x) = 3x + 2 \)

\( (f \circ g)(a) = 3(g \circ f)(a) - 2 \)

eşitliğini sağlayan \( a \) değeri kaçtır?

\( (f \circ g)(a) = 3(g \circ f)(a) - 2 \)

\( f(g(a)) = 3g(f(a)) - 2 \)

\( f(3a + 2) = 3g(a^2 + 4) - 2 \)

\( (3a + 2)^2 + 4 = 3(3(a^2 + 4) + 2) - 2 \)

\( 9a^2 + 12a + 4 + 4 = 3(3a^2 + 12 + 2) - 2 \)

\( 9a^2 + 12a + 8 = 9a^2 + 40 \)

\( 12a = 32 \)

\( a = \dfrac{8}{3} \) bulunur.


SORU 12 :

\( f(x) = x + 2 \)

\( g(x) = 3x + 1 \)

\( h(x) = x^2 - 1 \) olduğuna göre,

\( (f \circ g \circ h)(x) = 12 \) eşitliğini sağlayan \( x \) doğal sayısı kaçtır?

\( (f \circ g \circ h)(x) = f(g(h(x))) = 12 \)

Dıştan içe doğru fonksiyon değerlerini bulalım.

\( f \) fonksiyonunda görüntüsü 12 olan \( x \) değerini bulalım.

\( f(x) = x + 2 = 12 \Longrightarrow x = 10 \)

Buna göre \( g(h(x)) = 10 \) olur.

\( g \) fonksiyonunda görüntüsü 10 olan \( x \) değerini bulalım.

\( g(x) = 3x + 1 = 10 \Longrightarrow x = 3 \)

Buna göre \( h(x) = 3 \) olur.

\( h \) fonksiyonunda görüntüsü 3 olan \( x \) değerini bulalım.

\( h(x) = x^2 - 1 = 3 \Longrightarrow x = \pm 2 \)

Doğal sayı \( x \) değeri 2 olarak bulunur.


SORU 13 :

\( f \) bir polinom fonksiyonudur.

\( (f \circ f)(x) = 9x + 4 \) olduğuna göre,

\( f(2) \)'nin alabileceği değerler toplamı kaçtır?

İki polinomun bileşkesinin derecesi polinomların derecelerinin çarpımına eşittir.

Buna göre sabit bir polinom fonksiyonunun kendisiyle bileşkesinin derecesi sıfır, birinci dereceden bir polinom fonksiyonunun kendisiyle bileşkesinin derecesi 1, ikinci dereceden bir polinom fonksiyonunun kendisiyle bileşkesinin derecesi 4 olur.

Buna göre \( f \) fonksiyonunun derecesi 1 olur.

\( f(x) = ax + b \)

\( (f \circ f)(x) = f(f(x)) = 9x + 4 \)

\( a(ax + b) + b = 9x + 4 \)

\( a^2x + ab + b = 9x + 4 \)

İki polinomun eşitliğinde aynı dereceli terimlerin katsayıları birbirine eşittir.

\( a^2 = 9 \)

\( a = 3 \) ya da \( a = -3 \)

\( ab + b = 4 \)

\( a = 3 \) için:

\( 3b + b = 4 \Longrightarrow b = 1 \)

\( a = -3 \) için:

\( -3b + b = 4 \Longrightarrow b = -2 \)

Buna göre \( (a, b) \) ikilisinin alabileceği değerler \( (3, 1) \) ve \( (-3, -2) \) olur.

Bu iki farklı fonksiyon tanımı için \( f(2) \) değerlerini bulalım.

\( f(x) = 3x + 1 \) için:

\( f(2) = 3(2) + 1 = 7 \)

\( f(x) = -3x - 2 \) için:

\( f(2) = -3(2) - 2 = -8 \)

\( f(2) \)'nin alabileceği değerler toplamı \( 7 + (-8) = -1 \) olarak bulunur.


SORU 14 :

\( (g \circ f)(x) = 3f^2(x) - f(x) + 5 \) olduğuna göre, \( g(4) \) kaçtır?

\( (g \circ f)(x) = g(f(x)) = 3f^2(x) - f(x) + 5 \)

Bu eşitlik \( (g \circ f)(x) \) fonksiyonunu bulmak için \( g(x) \) fonksiyonunda tüm \( x \) değişkenleri yerine \( f(x) \) yazılmış fonksiyondur, dolayısıyla \( f(x) \) gördüğümüz yere \( x \) yazarak \( g(x) \) tanımını bulabiliriz.

\( g(x) = 3x^2 - x + 5 \)

\( g(4) \) değerini bulmak için \( x = 4 \) yazalım.

\( g(4) = 3(4)^2 - 4 + 5 = 49 \) bulunur.


SORU 15 :

\( f(x) = x^3 + 6 \)

\( f(x + 4) = g(x - 2) \)

olduğuna göre, \( (f \circ g)(-7) \) kaçtır?

\( f(x + 4) \) fonksiyonunu elde etmek için \( f(x) \) fonksiyonu tanımında \( x \) yerine \( x + 4 \) yazalım.

\( f(x + 4) = (x + 4)^3 + 6 \)

\( f(x + 4) = g(x - 2) \) eşitliği veriliyor.

\( g(x - 2) = (x + 4)^3 + 6 \)

\( g(x) \) fonksiyonunu elde etmek için \( g(x - 2) \) fonksiyonu tanımında \( x \) yerine \( x + 2 \) yazalım.

\( g(x + 2 - 2) = (x + 2 + 4)^3 + 6 \)

\( g(x) = (x + 6)^3 + 6 \)

Sorudaki ifadenin değerini bulalım.

\( (f \circ g)(-7) = f(g(-7)) \)

\( g(-7) = (-7 + 6)^3 + 6 = 5 \)

\( (f \circ g)(-7) = f(g(-7)) = f(5) \)

\( = 5^3 + 6 = 131 \) bulunur.


SORU 16 :

\( f(x) = 2x - 2 \)

\( g(x) = 3x + 1 \) olduğuna göre,

\( (f \circ g)(a) = (\underbrace{f \circ f \circ \ldots \circ f}_\text{25 tane})(2) \) eşitliğini sağlayan \( a \) değeri nedir?

\( f(2) = 2 \cdot 2 - 2 = 2 \)

\( f(2) = 2 \) olduğu için aynı işlem 25 kez yapıldığında da sonuç 2 olur.

\( f(2) = f(f(2)) = f(f(f(2))) = \ldots = 2 \)

\( (f \circ g)(a) = 2 \)

\( f(g(a)) = 2 \)

\( f \) fonksiyonunda görüntüsü 2 olan \( x \) değeri 2 olduğu için \( g(a) = 2 \) olur.

\( g(a) = 3a + 1 = 2 \)

\( a = \dfrac{1}{3} \) bulunur.


SORU 17 :

\( f(x) = 2x^2 \)

\( g(x) = 4^x \)

olduğuna göre, \( (f \circ f \circ f \circ g \circ g)(-1) \) ifadesinin eşiti nedir?

Sorudaki ifadeyi aşağıdaki şekilde yazabiliriz.

\( (f \circ f \circ f \circ g \circ g)(-1) = f(f(f(g(g(-1))))) \)

Önce \( g(-1) \) değerini bulalım.

\( g(-1) = 4^{-1} = \dfrac{1}{4} \)

\( g(g(-1)) = g(\frac{1}{4}) \) değerini bulalım.

\( g(\frac{1}{4}) = 4^{\frac{1}{4}} = 2^{\frac{1}{2}} = \sqrt{2} \)

\( f(g(g(-1))) = f(\sqrt{2}) \) değerini bulalım.

\( f(\sqrt{2}) = 2(\sqrt{2})^2 = 4 \)

\( f(f(g(g(-1)))) = f(4) \) değerini bulalım.

\( f(4) = 2(4)^2 = 32 \)

\( f(f(f(g(g(-1))))) = f(32) \) değerini bulalım.

\( f(32) = 2(32)^2 = 2048 \) bulunur.


SORU 18 :

\( f(x) = 4x^2 + 6x + 1 \)

\( g(x) = x^2 + bx + c \)

\( (f \circ g)(x) = 4x^4 + 16x^3 + 14x^2 - 4x - 1 \)

olduğuna göre, \( b + c \) toplamı kaçtır?

\( (f \circ g)(x) = f(g(x)) \)

\( = 4(x^2 + bx + c)^2 + 6(x^2 + bx + c) + 1 \)

Üç terimli parantez karesi ifadesinin açılımını yazalım.

\( = 4(x^4 + b^2x^2 + c^2 + 2(bx^3 + cx^2 + bcx)) + 6(x^2 + bx + c) + 1 \)

\( = 4x^4 + 4b^2x^2 + 4c^2 + 8bx^3 + 8cx^2 + 8bcx + 6x^2 + 6bx + 6c + 1 \)

\( = 4x^4 + 8bx^3 + (4b^2 + 8c + 6)x^2 + (6b + 8bc)x + 4c^2 + 6c + 1 \)

Bu ifade soruda verilen \( f \circ g \) fonksiyonuna eşittir.

\( = 4x^4 + 16x^3 + 14x^2 - 4x - 1 \)

İki polinomun eşitliğinde dereceleri aynı terimlerin katsayıları birbirine eşittir.

\( 8b = 16 \Longrightarrow b = 2 \)

\( 4b^2 + 8c + 6 = 14 \)

\( 4(2)^2 + 8c + 6 = 14 \)

\( c = -1 \)

\( b + c = 2 + (-1) = 1 \) olarak bulunur.


SORU 19 :

\( f(x) = k^x \) olduğuna göre, \( f(kx) \) ifadesinin sonucu \( f(x) \) cinsinden nedir?

\( f(kx) \) ifadesi için \( x \) yerine \( kx \) yazalım.

\( f(kx) = k^{kx} \)

\( = (k^x)^k \)

\( = [f(x)]^k \) bulunur.


SORU 20 :

\( f(x) = 2x - 1 \) ve \( g(x) = ax + b \) fonksiyonları veriliyor.

\( (f \circ g)(x) = (g \circ f)(x) \) olduğuna göre, \( g(1) \) kaçtır?

Verilen fonksiyonların bileşkelerini bulalım.

\( (f \circ g)(x) = f(g(x)) \)

\( = 2g(x) - 1 = 2(ax + b) - 1 \)

\( = 2ax + 2b - 1 \)

\( (g \circ f)(x) = g(f(x)) \)

\( = af(x) + b = a(2x - 1) + b \)

\( = 2ax - a + b \)

İki bileşke fonksiyon birbirine eşit olarak veriliyor.

\( 2ax + 2b - 1 = 2ax - a + b \)

İki polinomun eşitliğinde dereceleri aynı olan terimleri katsayıları birbirine eşittir.

\( 2b - 1 = -a + b \)

\( a + b = 1 \)

\( g(1) \) değerini bulalım.

\( g(1) = a(1) + b \)

\( = a + b = 1 \) bulunur.


SORU 21 :

\( a \ne b \) olmak üzere,

\( f(x) = ax + b, \quad g(x) = bx + a \)

\( (f \circ g)(x) - (g \circ f)(x) = a - b \) olduğuna göre \( a + b \) kaçtır?

İki fonksiyon arasındaki bileşke fonksiyonları bulalım.

\( (f \circ g)(x) = a(bx + a) + b = abx + a^2 + b \)

\( (g \circ f)(x) = b(ax + b) + a = abx + b^2 + a \)

Bu değerleri verilen eşitlikte yerlerine yazalım.

\( (abx + a^2 + b) - (abx + b^2 + a) = a - b \)

\( a^2 - b^2 + 2b - 2a = 0 \)

İfadeyi çarpanlarına ayıralım.

\( (a - b)(a + b) - 2(a - b) = 0 \)

\( (a - b)(a + b - 2) = 0 \)

\( a \) ve \( b \) farklı sayılar oldukları için \( a - b = 0 \) denklemin bir çözümü değildir.

\( a + b = 2 \) bulunur.


SORU 22 :

\( f \) pozitif eğimli doğrusal bir fonksiyondur.

\( (f \circ f \circ f \circ f)(x) = 16x + 75 \) olduğuna göre, \( f(1) \) kaçtır?

\( f \) pozitif eğimli doğrusal bir fonksiyon olduğuna göre denklemini aşağıdaki şekilde yazabiliriz.

\( m \gt 0 \) olmak üzere,

\( f(x) = mx + c \)

\( (f \circ f)(x) \) bileşke fonksiyonunu bulalım.

\( (f \circ f)(x) = f(f(x)) \)

\( = m(mx + c) + c \)

\( = m^2x + mc + c \)

\( (f \circ f \circ f)(x) \) bileşke fonksiyonunu bulalım.

\( (f \circ f \circ f)(x) = (f \circ f)(f(x)) \)

\( = m^2(mx + c) + mc + c \)

\( = m^3x + m^2c + mc + c \)

\( (f \circ f \circ f \circ f)(x) \) bileşke fonksiyonunu bulalım.

\( (f \circ f \circ f \circ f)(x) = (f \circ f \circ f)(f(x)) \)

\( = m^3(mx + c) + m^2c + mc + c \)

\( = m^4x + m^3c + m^2c + mc + c \)

Bu ifadeyi soruda verilen ifadeye eşitleyelim.

\( m^4x + m^3c + m^2c + mc + c = 16x + 75 \)

İki polinomun eşitliğinde dereceleri aynı olan terimlerin katsayıları birbirine eşittir.

\( 16 = m^4 \)

\( m \) pozitif olduğundan \( m = 2 \) olur.

\( m \) değerini yerine yazalım ve sabit terimlerin eşitliğinden \( c \) değerini bulalım.

\( m^3c + m^2c + mc + c = 75 \)

\( 8c + 4c + 2c + c = 75 \)

\( c = 5 \)

Buna göre \( f \) fonksiyon tanımı aşağıdaki gibi olur.

\( f(x) = mx + c = 2x + 5 \)

\( f(1) = 2(1) + 5 = 7 \) bulunur.


SORU 23 :

\( f \) bir polinom fonksiyonudur.

\( f(x^2 + 2) = x^4 + 3x^2 + 2 \)

olduğuna göre, \( f(x^2 - 3) \) ifadesini bulunuz.

Aşağıdaki şekilde değişken değiştirelim.

\( x^2 + 2 = u \)

\( \Longrightarrow x^2 = u - 2 \)

Verilen eşitlikte \( x^2 \) yerine \( u - 2 \) yazalım.

\( f(x^2 + 2) = x^4 + 3x^2 + 2 \)

\( f(u) = (u - 2)^2 + 3(u - 2) + 2 \)

\( = u^2 - 4u + 4 + 3u - 6 + 2 \)

\( = u^2 - u \)

\( f(u) \) fonksiyonunda \( u = x^2 - 3 \) yazalım.

\( f(x^2 - 3) = (x^2 - 3)^2 - (x^2 - 3) \)

\( = x^4 - 6x^2 + 9 - x^2 + 3 \)

\( = x^4 - 7x^2 + 12 \) bulunur.


SORU 24 :
Soru

Yukarıda verilen \( f \) fonksiyon grafiğine göre, \( (\underbrace{f \circ f \circ \ldots \circ f}_\text{103 tane})(0) \) kaçtır?

\( f \) fonksiyonunun kendisiyle ilk beş bileşkesini grafiği kullanarak bulalım.

\( f(0) = -3 \)

\( f(-3) = -5 \)

\( f(-5) = 3 \)

\( f(3) = 0 \)

\( f(0) = -3 \)

Buna göre bileşke fonksiyonun değeri \( x = 0 \) için her dört işlemde bir kendini tekrar etmektedir.

103 sayısının 4'e bölümünden kalanı bulalım.

\( 103 = 4 \cdot 25 + 3 \)

\( (\underbrace{f \circ f \circ \ldots \circ f}_\text{103 tane})(0) = (f \circ f \circ f)(0) \)

\( = f(f(f(0))) = f(f(-3)) = f(-5) = 3 \) bulunur.


SORU 25 :

\( f(x) + f(2x + 1) = x^2 \) olduğuna göre, \( f(1) + f(15) \) kaça eşittir?

\( f(1) + f(15) \) toplamını bulabilmek için birinci eşitlikte \( x \)'e farklı değerler verelim.

\( x = 1 \) verelim.

\( f(1) + f(3) = 1^2 = 1 \)

\( x = 7 \) verelim.

\( f(7) + f(15) = 7^2 = 49 \)

İki eşitliği taraf tarafa toplayalım.

\( f(1) + f(3) + f(7) + f(15) = 50 \)

\( f(3) \) ve \( f(7) \) ifadelerinden kurtulmak için bu iki ifadenin bulunduğu bir eşitlik daha yazalım.

\( x = 3 \) verelim.

\( f(3) + f(7) = 3^2 = 9 \)

Bu eşitliği bir önceki eşitlikten çıkaralım.

\( f(1) + f(15) = 50 - 9 = 41 \) bulunur.


SORU 26 :

\( f(x) = \sin{x} \)

\( g(x) = x^2 \)

Aşağıdaki her seçenekteki \( h \) fonksiyonunu elde etmek için, \( f \) ve \( g \) fonksiyonlarından oluşan bileşke fonksiyon ne olmalıdır?

(a) \( h(x) = \sin{x^2} \)

(b) \( h(x) = \sin{x^4} \)

(c) \( h(x) = \sin(\sin^2{x}) \)

(d) \( h(x) = \sin^4{x^2} \)

(a) seçeneği:

\( h(x) = \sin{x^2} \)

\( f \) fonksiyonunda \( x \) yerine \( g(x) = x^2 \) yazıldığında \( f(g(x)) = \sin{x^2} \) elde edilir.

\( h(x) = f(g(x)) = (f \circ g)(x) \)

(b) seçeneği:

\( h(x) = \sin{x^4} \)

\( g \) fonksiyonunda \( x \) yerine \( g(x) = x^2 \) yazıldığında \( g(g(x)) = x^4 \) elde edilir.

Daha sonra \( f \) fonksiyonunda \( x \) yerine \( g(g(x)) = x^4 \) yazıldığında \( f(g(g(x))) = \sin{x^4} \) elde edilir.

\( h(x) = f(g(g(x))) = (f \circ g \circ g)(x) \)

(c) seçeneği:

\( h(x) = \sin(\sin^2{x}) \)

\( g \) fonksiyonunda \( x \) yerine \( f(x) = \sin{x} \) yazıldığında \( g(f(x)) = \sin^2{x} \) elde edilir.

Daha sonra \( f \) fonksiyonunda \( x \) yerine \( g(f(x)) = \sin^2{x} \) yazıldığında \( f(g(f(x))) = \sin(\sin^2{x}) \) elde edilir.

\( h(x) = f(g(f(x))) = (f \circ g \circ f)(x) \)

(d) seçeneği:

\( h(x) = \sin^4{x^2} \)

\( f \) fonksiyonunda \( x \) yerine \( g(x) = x^2 \) yazıldığında \( f(g(x)) = \sin{x^2} \) elde edilir.

\( g \) fonksiyonunda \( x \) yerine \( f(g(x)) = \sin{x^2} \) yazıldığında \( g(f(g(x))) = \sin^2{x^2} \) elde edilir.

\( g \) fonksiyonunda \( x \) yerine \( g(f(g(x))) = \sin^2{x^2} \) yazıldığında \( g(g(f(g(x)))) = \sin^4{x^2} \) elde edilir.

\( h(x) = g(g(f(g(x)))) = (g \circ g \circ f \circ g)(x) \)


SORU 27 :

\( A = \{1, 2, 3, 4\} \)

\( f: A \to A \) olmak üzere,

\( (f \circ f)(x) = x \) koşulunu sağlayan kaç fonksiyon yazılabilir?

İstenen durum 3 farklı şekilde sağlanır.

Durum 1:

Bu durumda her eleman kendisiyle eşlenir.

\( f_1 = \{(1, 1), (2, 2), (3, 3), (4, 4)\} \)

Bu şekilde tek bir fonksiyon yazılabilir.

Durum 2:

Bu durumda elemanlar ikişerli şekilde birbiriyle eşlenir.

\( f_2 = \{(1, 2), (2, 1), (3, 4), (4, 3)\} \)

\( f_3 = \{(1, 3), (3, 1), (2, 3), (3, 2)\} \)

\( \vdots \)

Bu şekilde 4 eleman içinden 2 elemanın farklı seçim sayısı kadar (\( C(4, 2) = 6 \)) fonksiyon yazılabilir.

Durum 3:

Bu durumda iki eleman ikişerli şekilde birbiriyle eşlenirken diğer iki eleman kendisiyle eşlenir.

\( f_8 = \{(1, 2), (2, 1), (3, 3), (4, 4)\} \)

\( f_9 = \{(1, 3), (3, 1), (2, 2), (4, 4)\} \)

\( \vdots \)

Bu şekilde 4 eleman içinden 2 elemanın farklı seçim sayısı kadar (\( C(4, 2) = 6 \)) fonksiyon yazılabilir.

Buna göre istenen koşulu sağlayan \( 1 + 6 + 6 = 13 \) fonksiyon yazılabilir.


SORU 28 :

\( f: \mathbb{Z^+} \to \mathbb{Z^+} \) olmak üzere,

\( f \) girdi olarak aldığı sayının rakamları toplamını veren bir fonksiyondur.

Örnek: \( f(175) = 1 + 7 + 5 = 13 \)

\( a \) iki basamaklı bir sayı olmak üzere,

\( (f \circ f)(a) = 4 \) eşitliğini sağlayan kaç \( a \) sayısı vardır?

\( (f \circ f)(a) = f(f(a)) = 4 \)

\( f(a) = b \) diyelim.

\( f(b) = 4 \) sonucunu veren \( b \) sayılarını bulalım.

\( a \) iki basamaklı olduğu için rakamları toplamı en az 1 (10), en çok 18 (99) olabilir.

\( 1 \le b \le 18 \)

\( f(b) = 4 \) ve \( 1 \le b \le 18 \) koşullarını sağlayan \( b \) değerlerini bulalım.

\( b \in \{4, 13\} \)

\( f(a) = b = 4 \) koşulunu sağlayan iki basamaklı \( a \) sayılarını bulalım.

\( a \in \{13, 22, 31, 40\} \)

\( f(a) = b = 13 \) koşulunu sağlayan iki basamaklı \( a \) sayılarını bulalım.

\( a \in \{49, 58, 67, 76, 85, 94\} \)

Buna göre istenen koşulu sağlayan \( 4 + 6 = 10 \) tane \( a \) sayısı vardır.


« Önceki
Periyodik Fonksiyon
Sonraki »
Bileşke Fonksiyonun Tanım ve Görüntü Kümesi


Faydalı buldunuz mu?   Evet   Hayır