Functiecompositie

Functiecompositie van de functies en , bijvoorbeeld is

In de wiskunde is functiecompositie, of samenstelling, de constructie van een nieuwe functie uit twee of meer functies, door het na elkaar uitvoeren daarvan. Een tweede of volgende functie wordt toegepast op het resultaat, op het beeld van de voorgaande functie. Het resultaat van de samenstelling van de functies en noemt men een samengestelde functie, genoteerd als , dus:

Dit is in de figuur in beeld gebracht. Daarin is te zien dat de functie bijvoorbeeld aan het origineel 3 het beeld toevoegt. beeldt 1 af op 2. Dat geeft samen dat 2 het beeld van 3 onder de samenstelling is:

Definitie

De samenstelling van de twee functies en , genoteerd als , is voor gedefinieerd door:

.

De notatie laat zich lezen als gevolgd door , maar ook als na . Merk op dat men soms schrijft voor .

Eigenschappen

Associativiteit

De functiecompositie is associatief, dat wil zeggen dat voor de functies en geldt dat:

,

aangezien

en

Commutativiteit

De volgorde van de functies is uiteraard van belang, zodat functiecompositie in het algemeen niet commutatief is. Voor de functies en met

en

geldt bijvoorbeeld:

en

Identieke afbeeldingen

De identieke afbeelding gedraagt zich bij functiecompositie neutraal, voor een functie geldt dat

,

waar en de identieke afbeeldingen zijn op de verzamelingen en .

Relaties

De functiecompositie definieert een samengestelde relatie. Belangrijke kenmerken die een functie bezitten kan, zijn

  • injectiviteit beeldt niet meer dan een element uit op een bepaald element uit af.
  • surjectiviteit beeldt ten minste een element uit op een bepaald element uit af.
  • bijectiviteit beeldt precies een element van op een bepaald element uit af.

Ieder van deze eigenschappen is ook van toepassing op de samengestelde functie, daarom is:

  • de functiecompositie van injectieve functies weer injectief,
  • de functiecompositie van surjectieve functies weer surjectief en
  • de functiecompositie van bijectieve functies is weer bijectief.

Omgekeerd geldt: als een functiecompositie

  • injectief is, dan is injectief.
  • surjectief is, dan is surjectief,
  • bijectief is, dan is injectief en surjectief.

Voorbeelden

  • Het is duidelijk hoe de samenstelling van twee polynomen en moet worden uitgerekend, maar het is ingewikkelder gegeven een polynoom te berekenen dat als de samenstelling van andere polynomen kan worden geschreven.[1]