Pregunta
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For the given functions, find \( (f \circ g)(x) \) and \( (g \circ f)(x) \) and the domain of each. \( f(x)=x^{3}-8 x^{2}+2 x+7, g(x)=x+1 \) \( (f \circ g)(x)=\square \)

Ask by Chadwick Nguyen. in the United States
Feb 27,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

Respuesta verificada por el tutor

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\( (f \circ g)(x) = x^{3} - 5x^{2} - 11x + 2 \) with domain all real numbers. \( (g \circ f)(x) = x^{3} - 8x^{2} + 2x + 8 \) with domain all real numbers.

Solución

We are given the functions   f(x) = x³ – 8x² + 2x + 7   g(x) = x + 1 Step 1. Find (f ∘ g)(x): By definition, (f ∘ g)(x) = f(g(x)). Since g(x) = x + 1, we have:   f(g(x)) = f(x + 1) = (x + 1)³ – 8(x + 1)² + 2(x + 1) + 7 Now, expand each term: • (x + 1)³ = x³ + 3x² + 3x + 1 • (x + 1)² = x² + 2x + 1 Substitute these into f(x + 1):   f(x + 1) = (x³ + 3x² + 3x + 1) – 8(x² + 2x + 1) + 2x + 2 + 7 Distribute –8:   = x³ + 3x² + 3x + 1 – 8x² – 16x – 8 + 2x + 2 + 7 Now combine like terms: • x³ term:   x³ • x² terms:   3x² – 8x² = –5x² • x terms:   3x – 16x + 2x = –11x • Constants:  1 – 8 + 2 + 7 = 2 Thus, we obtain:   (f ∘ g)(x) = x³ – 5x² – 11x + 2 Since both f and g are polynomials, their domains are all real numbers. Therefore, the domain of (f ∘ g)(x) is all real numbers, ℝ. Step 2. Find (g ∘ f)(x): By definition, (g ∘ f)(x) = g(f(x)). Since g(x) = x + 1, we find:   g(f(x)) = f(x) + 1 Substitute f(x):   = (x³ – 8x² + 2x + 7) + 1   = x³ – 8x² + 2x + 8 Again, the domain of (g ∘ f)(x) is ℝ since f and g are both polynomials. Final Answer:   (f ∘ g)(x) = x³ – 5x² – 11x + 2, with domain ℝ.   (g ∘ f)(x) = x³ – 8x² + 2x + 8, with domain ℝ.

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To find \( (f \circ g)(x) \), you substitute \( g(x) \) into \( f(x) \). So, \[ (f \circ g)(x) = f(g(x)) = f(x+1) \] Calculating this: \[ f(x+1) = (x+1)^3 - 8(x+1)^2 + 2(x+1) + 7 \] Expanding \( (x+1)^3 = x^3 + 3x^2 + 3x + 1 \) and \( (x+1)^2 = x^2 + 2x + 1 \): \[ -8(x+1)^2 = -8(x^2 + 2x + 1) = -8x^2 - 16x - 8 \] Combining all the parts: \[ f(x+1) = (x^3 + 3x^2 + 3x + 1) - (8x^2 + 16x + 8) + (2x + 2) + 7 \] \[ = x^3 + 3x^2 - 8x^2 + 3x - 16x + 2x + 1 - 8 + 2 + 7 \] \[ = x^3 - 5x^2 - 11x + 2 \] So, \[ (f \circ g)(x) = x^3 - 5x^2 - 11x + 2 \] The domain of \( (f \circ g)(x) \) is all real numbers, \( \mathbb{R} \), since both \( f(x) \) and \( g(x) \) are polynomials. Now for \( (g \circ f)(x) \): \[ (g \circ f)(x) = g(f(x)) = g(x^3 - 8x^2 + 2x + 7) \] Calculating this: \[ g(f(x)) = (x^3 - 8x^2 + 2x + 7) + 1 = x^3 - 8x^2 + 2x + 8 \] So, \[ (g \circ f)(x) = x^3 - 8x^2 + 2x + 8 \] The domain of \( (g \circ f)(x) \) is also all real numbers, \( \mathbb{R} \), since both functions are polynomials as well. In summary: \[ (f \circ g)(x) = x^3 - 5x^2 - 11x + 2 \] \[ (g \circ f)(x) = x^3 - 8x^2 + 2x + 8 \] Domains: \( \mathbb{R} \) for both.

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