f∘g=g∘f となる条件(B)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/26
🔁 類題: f∘g=g∘f となる条件(A) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
$f(x)=3x-2$ とする.1 次関数 $g(x)=ax+b$ が,すべての $x$ について $(f\circ g)(x)=(g\circ f)(x)$ を満たし,さらに $(g\circ g)(x)=4x-3$ を満たすとき,$g(x)$ を求めよ.
$(f\circ g)(x)=3(ax+b)-2=3ax+3b-2$
\[ (g\circ f)(x)=a(3x-2)+b=3ax-2a+b \]
これらが恒等的に等しいから $3b-2=-2a+b$ すなわち $a+b=1\ \cdots\text{①}$
また $(g\circ g)(x)=a(ax+b)+b=a^2x+ab+b$ が $4x-3$ に等しいから
\[ a^2=4\ \cdots\text{②},\qquad b(a+1)=-3\ \cdots\text{③} \]
② より $a=\pm 2$
$a=2$ のとき ① より $b=-1$.③ は $-1\cdot 3=-3$ で成り立つ.
$a=-2$ のとき ① より $b=3$.③ は $3\cdot(-1)=-3$ で成り立つ.
よって $g(x)=2x-1$ または $g(x)=-2x+3$
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