Päevaülesanne

Juhuslik

Harjutuskomplekt

Balti Tee 2025 · Ülesanne 4

Algebra

Find all functions f:R→Rf:\mathbb R\to\mathbb R such that

(f(a−c)+f(b−d))(f(a)+f(b))=f(ad−bc)+f(f(a)+f(b)−ac−bd)(f(a-c)+f(b-d))(f(a)+f(b))=f(ad-bc)+f\bigl(f(a)+f(b)-ac-bd\bigr)

for all real numbers a,b,c,da,b,c,d.

Muuda valikut

Kui oled valmis

Ülevaatematerjal muutub kättesaadavaks järgmise päevaülesannete komplektiga.

Ülevaade

Teemad

Funktsionaalvõrrandid

Lahendused

Lahendus

The answers are

f(x)=0,f(x)=12,f(x)=x2.f(x)=0,\qquad f(x)=\frac12,\qquad f(x)=x^2.

Let P(a,b,c,d)P(a,b,c,d) denote the assertion of the given functional equation. If f(x)=λf(x)=\lambda for all x∈Rx\in\mathbb R, then P(a,b,c,d)P(a,b,c,d) gives 4λ2=2λ4\lambda^2=2\lambda, hence λ=0\lambda=0 or λ=12\lambda=\frac12. Both functions clearly work. From now on assume that ff is not constant.

From P(0,0,t,t)P(0,0,t,t) we get

4f(−t)f(0)=f(0)+f(2f(0))4f(-t)f(0)=f(0)+f(2f(0))

for every t∈Rt\in\mathbb R. If f(0)≠0f(0)\ne0, this immediately makes ff constant, a contradiction. Thus f(0)=0f(0)=0.

Assume that α≠0\alpha\ne0 and f(α)=0f(\alpha)=0. From P(α,0,0,t)P(\alpha,0,0,t) we obtain 0=f(αt)0=f(\alpha t) for every t∈Rt\in\mathbb R, which again implies that ff is constant. Hence

f(x)=0  ⟺  x=0.f(x)=0\iff x=0.

Finally, from P(x,x,x,x)P(x,x,x,x) we obtain

0=f(2f(x)−2x2)0=f(2f(x)-2x^2)

for every x∈Rx\in\mathbb R. Therefore 2f(x)−2x2=02f(x)-2x^2=0, so f(x)=x2f(x)=x^2 for every x∈Rx\in\mathbb R. Direct computation shows that this function works.

Võistluse kontekst

Balti Tee tulemused 2025

11 võistkonda

Keskmine tulemus
4,9 / 5
4 või 5 punkti
11 / 11
Eesti
5 / 5

Punktijaotus

00
10
20
30
41
510
Kõigi võistkondade punktid
VõistkondPunktid
Germany5 / 5
Estonia5 / 5
Poland5 / 5
Lithuania5 / 5
Norway5 / 5
Latvia5 / 5
Finland5 / 5
Denmark5 / 5
Sweden5 / 5
Ukraine4 / 5
Iceland5 / 5