A validade da igualdade vem do enunciado
Não sei se sou eu que estou a ler mal o enunciado, mas este parece-me incorreto/incompleto (não veja a tal condição \(g\circ f=f\circ g\)).
Em geral \(g\circ f=f\circ h\) não implica \(g=h\). Tomam por exemplo \(f\) a função nula e \(g\) uma função tal que \(g(0)=0\) então \(g\circ f=f\circ h\) qualquer que seja a função \(h\).
Portanto para o enunciado estar correto deve faltar alguma condição extra (por exemplo se \(g\circ f=f\circ g\) e
f é invertível já se verificou que resulta).