第3章関数Functions
Finding the Domain of a Composite Function合成関数の定義域を求める
As we discussed previously, the domain of a composite function such as is dependent on the domain of and the domain of It is important to know when we can apply a composite function and when we cannot, that is, to know the domain of a function such as Let us assume we know the domains of the functions and separately. If we write the composite function for an input as we can see right away that must be a member of the domain of in order for the expression to be meaningful, because otherwise we cannot complete the inner function evaluation. However, we also see that must be a member of the domain of otherwise the second function evaluation in cannot be completed, and the expression is still undefined. Thus the domain of consists of only those inputs in the domain of that produce outputs from belonging to the domain of Note that the domain of composed with is the set of all such that is in the domain of and is in the domain of
先に述べたとおり、 のような合成関数の定義域は、 の定義域と の定義域に依る。合成関数をいつ使えていつ使えないか、つまり のような関数の定義域を知ることが大切である。関数 と それぞれの定義域は分かっているとしよう。入力 に対する合成関数を と書けば、この式が意味を持つには が の定義域に属さなければならないことがすぐに分かる。そうでなければ内側の関数の値を求められないからである。しかし も の定義域に属さなければならない。そうでなければ の二つ目の値が求められず、式は定義されないままである。よって の定義域は、 の定義域の中で、 の出力が の定義域に属するような入力だけからなる。 と合成した の定義域は、 が の定義域にあり、かつ が の定義域にあるような 全体の集合であることに注意せよ。
Domain of a Composite Function 合成関数の定義域
The domain of a composite function is the set of those inputs in the domain of for which is in the domain of
合成関数 の定義域は、 の定義域の中で が の定義域に入るような入力 の集合である。
How To 手順
Given a function composition determine its domain.
関数の合成 が与えられたとき、その定義域を決める。
1. Find the domain of 2. Find the domain of 3. Find those inputs in the domain of for which is in the domain of That is, exclude those inputs from the domain of for which is not in the domain of The resulting set is the domain of
1. の定義域を求める。2. の定義域を求める。3. の定義域の中で、 が の定義域に入るような入力 を求める。つまり、 が の定義域に入らない入力 を の定義域から除く。残った集合が の定義域である。
Example 8例8
Finding the Domain of a Composite Function合成関数の定義域を求める
Find the domain of
次の定義域を求めよ。
Solution 解答
The domain of consists of all real numbers except since that input value would cause us to divide by 0. Likewise, the domain of consists of all real numbers except 1. So we need to exclude from the domain of that value of for which
の定義域は を除くすべての実数からなる。その入力値では0で割ることになるからである。同じく の定義域は1を除くすべての実数からなる。よって の定義域からは、 となる の値を除かなければならない。
So the domain of is the set of all real numbers except and This means that
よって の定義域は と を除くすべての実数の集合である。つまり次のようになる。
We can write this in interval notation as
これは区間の書き方で次のように書ける。
Example 9例9
Finding the Domain of a Composite Function Involving Radicals根号を含む合成関数の定義域を求める
Find the domain of
次の定義域を求めよ。
Solution 解答
Because we cannot take the square root of a negative number, the domain of is Now we check the domain of the composite function
負の数の平方根はとれないので、 の定義域は である。ここで合成関数の定義域を確かめる。
For since the radicand of a square root must be positive. Since square roots are positive, or, which gives a domain of .
平方根の中身は正でなければならないので
Analysis 考察
This example shows that knowledge of the range of functions (specifically the inner function) can also be helpful in finding the domain of a composite function. It also shows that the domain of can contain values that are not in the domain of though they must be in the domain of
この例は、関数(とくに内側の関数)の値域を知っていることが、合成関数の定義域を求めるのにも役立つことを示している。また の定義域には、 の定義域に入っていなければならないとはいえ、 の定義域に無い値が入りうることも示している。
Try It #6やってみよう6
Find the domain of
次の定義域を求めよ。