Päevaülesanne

Juhuslik

Harjutuskomplekt

Balti Tee 1995 · Ülesanne 10

Algebra

Find all real-valued functions ff defined on the set of all non-zero real numbers such that:

(i) f(1)=1f(1)=1,

(ii) f(1x+y)=f(1x)+f(1y)f\left(\frac{1}{x+y}\right)=f\left(\frac{1}{x}\right)+f\left(\frac{1}{y}\right) for all non-zero x,y,x+yx, y, x+y,

(iii) (x+y)f(x+y)=xyf(x)f(y)(x+y) f(x+y)=x y f(x) f(y) for all non-zero x,y,x+yx, y, x+y.

Muuda valikut

Kui oled valmis

Ülevaatematerjal muutub kättesaadavaks järgmise päevaülesannete komplektiga.

Ülevaade

Teemad

Funktsionaalvõrrandid

Lahendused

Lahendus

Solution: Substituting x=y=12zx=y=\frac{1}{2} z in (ii) we get

f(1z)=2f(2z)f\left(\frac{1}{z}\right)=2 f\left(\frac{2}{z}\right)

for all z≠0z \neq 0. Substituting x=y=1zx=y=\frac{1}{z} in (iii) yields

2zf(2z)=1z2(f(1z))2\frac{2}{z} f\left(\frac{2}{z}\right)=\frac{1}{z^{2}}\left(f\left(\frac{1}{z}\right)\right)^{2}

for all z≠0z \neq 0, and hence

2f(2z)=1z(f(1z))2.2 f\left(\frac{2}{z}\right)=\frac{1}{z}\left(f\left(\frac{1}{z}\right)\right)^{2} .

From (1) and (2) we get

f(1z)=1z(f(1z))2,f\left(\frac{1}{z}\right)=\frac{1}{z}\left(f\left(\frac{1}{z}\right)\right)^{2},

or, equivalently,

f(x)=x(f(x))2f(x)=x(f(x))^{2}

for all x≠0x \neq 0. If f(x)=0f(x)=0 for some xx, then by (iii) we would have

f(1)=(x+(1−x))f(x+(1−x))=(1−x)f(x)f(1−x)=0f(1)=(x+(1-x)) f(x+(1-x))=(1-x) f(x) f(1-x)=0

which contradicts the condition (i). Hence f(x)≠0f(x) \neq 0 for all xx, and (3) implies xf(x)=1x f(x)=1 for all xx, and thus f(x)=1xf(x)=\frac{1}{x}. It is easily verified that this function satisfies the given conditions.

Võistluse kontekst

Balti Tee tulemused 1995

9 võistkonda

Keskmine tulemus
3,2 / 5
4 või 5 punkti
5 / 9
Eesti
4 / 5

Punktijaotus

01
11
22
30
41
54
Kõigi võistkondade punktid
VõistkondPunktid
Poland5 / 5
Latvia2 / 5
Sweden5 / 5
Lithuania1 / 5
Denmark5 / 5
Finland5 / 5
St. Petersburg2 / 5
Estonia4 / 5
Iceland0 / 5