Συναρτησιακή εξίσωση (κα)

Συντονιστής: emouroukos

socrates
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 6603
Εγγραφή: Δευ Μαρ 09, 2009 1:47 pm
Τοποθεσία: Θεσσαλονίκη
Επικοινωνία:

Συναρτησιακή εξίσωση (κα)

#1

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από socrates »

Να προσδιορίσετε όλες τις συνεχείς συναρτήσεις f:\mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R} τέτοιες ώστε \displaystyle{ f(y)+f(x+f(y))= y+f(f(x)+f(y)) , } για κάθε x,y \in \mathbb{R}.

Τι γίνεται αν δεν υποθέσουμε ότι η f είναι συνεχής;
Θανάσης Κοντογεώργης
kostas_zervos
Δημοσιεύσεις: 1156
Εγγραφή: Πέμ Μαρ 25, 2010 8:26 am
Τοποθεσία: Κέρκυρα

Re: Συναρτησιακή εξίσωση (κα)

#2

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από kostas_zervos »

socrates έγραψε:Να προσδιορίσετε όλες τις συνεχείς συναρτήσεις f:\mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R} τέτοιες ώστε \displaystyle{ f(y)+f(x+f(y))= y+f(f(x)+f(y)) , } για κάθε x,y \in \mathbb{R}.

Τι γίνεται αν δεν υποθέσουμε ότι η f είναι συνεχής;
Για την περίπτωση που η f είναι συνεχής.
Για y=0 στην αρχική έχουμε f(0)+f(x+f(0))=f(f(x)+f(0))\;\;\color{red}(1)

Για x=0 , έχουμε f(y)+f(f(y))=y+f(f(0)+f(y))\iff

\iff f(y)+f(f(y))-f(f(0)+f(y))=y\;\;\color{blue}(2).

Έστω x,y\in\Bbb{R} με f(x)=f(y).

Τότε f(f(x))=f(f(y)) και f(0)+f(x)=f(0)+f(y)\Rightarrow f(f(0)+f(x))=f(f(0)+f(y)).

Άρα f(x)+f(f(x))-f(f(0)+f(x))= f(y)+f(f(y))-f(f(0)+f(y))\overset{\color{blue}(2)}{\Rightarrow} x=y και η f είναι 1-1.

Αφού είναι συνεχής , θα είναι γνησίως μονότονη.

Αν είναι γνησίως φθίνουσα.
Έστω ότι f(0)>0. Τότε για κάθε y\in\Bbb{R} έχουμε
f(0)+f(y)>f(y)\Rightarrow f(f(0)+f(y))<f(f(y))\Rightarrow

\Rightarrow  f(f(0)+f(y))-f(f(y))<0\Rightarrow f(y)-y<0\Rightarrow f(y)<y\;\forall y\in\Bbb{R} , άρα για y=0: f(0)<0 ΑΤΟΠΟ.

Όμοια αν υποθέσουμε ότι f(0)<0.

Άρα f(0)=0. Τότε όμως από την \color{red}(1) έχουμε f(x)=f(f(x))\overset{(f\;1-1)}{\Rightarrow }f(x)=x\;\forall x\in\Bbb{R} ΑΤΟΠΟ αφού η f είναι γνησίως φθίνουσα.

Άρα η f είναι γνησίως αύξουσα.

Τότε η g(x)=f(x)+x είναι γνησίως αύξουσα.

Αν f(0)=a , τότε από τις \color{red}(1) και \color{blue}(2) έχουμε:

a+f(x+a)=f(f(x)+a) και f(x)+f(f(x))=f(f(x)+a)+x.

Άρα f(x)+f(f(x))=f(x+a)+x+a\iff g(f(x))=g(x+a)\overset{g\;1-1}{\iff}f(x)=x+a.

Άρα f(x)=x+a που επαληθεύει την υπόθεση.
Κώστας Ζερβός
socrates
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 6603
Εγγραφή: Δευ Μαρ 09, 2009 1:47 pm
Τοποθεσία: Θεσσαλονίκη
Επικοινωνία:

Re: Συναρτησιακή εξίσωση (κα)

#3

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από socrates »

Θανάσης Κοντογεώργης
Απάντηση

Επιστροφή στο “Ανάλυση”

Μέλη σε σύνδεση

Μέλη σε αυτήν τη Δ. Συζήτηση: Google [Bot] και 2 επισκέπτες