与えられた関数 $f(x)$ に対して、$f(1)$, $f(\frac{1}{x})$, $f(x+1)$, $f(x+h)-f(x)$, $f(f(x))$ を計算する問題です。関数は二つ与えられており、(3) $f(x) = \sqrt{x+1}$ と (4) $f(x) = \frac{1}{\sqrt{x+3}}$ です。

解析学関数関数の計算関数の合成平方根
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1. 問題の内容

与えられた関数 f(x)f(x) に対して、f(1)f(1), f(1x)f(\frac{1}{x}), f(x+1)f(x+1), f(x+h)f(x)f(x+h)-f(x), f(f(x))f(f(x)) を計算する問題です。関数は二つ与えられており、(3) f(x)=x+1f(x) = \sqrt{x+1} と (4) f(x)=1x+3f(x) = \frac{1}{\sqrt{x+3}} です。

2. 解き方の手順

(3) f(x)=x+1f(x) = \sqrt{x+1} の場合:
* f(1)=1+1=2f(1) = \sqrt{1+1} = \sqrt{2}
* f(1x)=1x+1=1+xxf(\frac{1}{x}) = \sqrt{\frac{1}{x} + 1} = \sqrt{\frac{1+x}{x}}
* f(x+1)=(x+1)+1=x+2f(x+1) = \sqrt{(x+1)+1} = \sqrt{x+2}
* f(x+h)f(x)=x+h+1x+1f(x+h) - f(x) = \sqrt{x+h+1} - \sqrt{x+1}
* f(f(x))=f(x+1)=x+1+1f(f(x)) = f(\sqrt{x+1}) = \sqrt{\sqrt{x+1} + 1}
(4) f(x)=1x+3f(x) = \frac{1}{\sqrt{x+3}} の場合:
* f(1)=11+3=14=12f(1) = \frac{1}{\sqrt{1+3}} = \frac{1}{\sqrt{4}} = \frac{1}{2}
* f(1x)=11x+3=11+3xx=x1+3xf(\frac{1}{x}) = \frac{1}{\sqrt{\frac{1}{x} + 3}} = \frac{1}{\sqrt{\frac{1+3x}{x}}} = \sqrt{\frac{x}{1+3x}}
* f(x+1)=1(x+1)+3=1x+4f(x+1) = \frac{1}{\sqrt{(x+1)+3}} = \frac{1}{\sqrt{x+4}}
* f(x+h)f(x)=1x+h+31x+3f(x+h) - f(x) = \frac{1}{\sqrt{x+h+3}} - \frac{1}{\sqrt{x+3}}
* f(f(x))=f(1x+3)=11x+3+3=11+3x+3x+3=x+31+3x+3f(f(x)) = f(\frac{1}{\sqrt{x+3}}) = \frac{1}{\sqrt{\frac{1}{\sqrt{x+3}} + 3}} = \frac{1}{\sqrt{\frac{1 + 3\sqrt{x+3}}{\sqrt{x+3}}}} = \sqrt{\frac{\sqrt{x+3}}{1 + 3\sqrt{x+3}}}

3. 最終的な答え

(3) f(x)=x+1f(x) = \sqrt{x+1} の場合:
* f(1)=2f(1) = \sqrt{2}
* f(1x)=1+xxf(\frac{1}{x}) = \sqrt{\frac{1+x}{x}}
* f(x+1)=x+2f(x+1) = \sqrt{x+2}
* f(x+h)f(x)=x+h+1x+1f(x+h) - f(x) = \sqrt{x+h+1} - \sqrt{x+1}
* f(f(x))=x+1+1f(f(x)) = \sqrt{\sqrt{x+1} + 1}
(4) f(x)=1x+3f(x) = \frac{1}{\sqrt{x+3}} の場合:
* f(1)=12f(1) = \frac{1}{2}
* f(1x)=x1+3xf(\frac{1}{x}) = \sqrt{\frac{x}{1+3x}}
* f(x+1)=1x+4f(x+1) = \frac{1}{\sqrt{x+4}}
* f(x+h)f(x)=1x+h+31x+3f(x+h) - f(x) = \frac{1}{\sqrt{x+h+3}} - \frac{1}{\sqrt{x+3}}
* f(f(x))=x+31+3x+3f(f(x)) = \sqrt{\frac{\sqrt{x+3}}{1 + 3\sqrt{x+3}}}

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