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这个数学分析问题怎么证明啊

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设f:R→R满足f(x+y)=f(x)+f(y),且当x趋于正无穷时f(x)的绝对值|f(x)|趋于正无穷,证明:f(x)=cx,其中c为不为0的常数


IP属地:山西来自Android客户端1楼2024-10-08 07:28回复
    结论等价于如果f(x)≠cx那么|f(x)/x|可以任意小
    设存在x,y使得对p,q∈Q有f(px)=apx, f(qy)=bqy, 其中a≠b
    那么f(px+qy)/(px+qy)=(apx+bqy)/(px+qy)=a+(b-a)qy/(px+qy)
    这里有p和q两个参数呢,怎么凑都能凑出来


    IP属地:北京2楼2024-10-08 09:10
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      加性柯西函数方程,那就用柯西的方法证明函数的表达式吧,并且可以负责地说这个不为0的常数C就是f(1)。
      f(x+y)=f(x)+f(y),
      当x、y为正整数的时候,取x=y=1,则f(2)=f(1)+f(1)=2f(1),以此类推可以得出f(n)=nf(1)(其中n为正整数);
      当x、y为整数时,取x=y=0,则f(0)=f(0)+f(0)=2f(0),则f(0)=0,取y=-x,则f(0)=0=f(x)+f(-x),所以f(x)为奇函数,所以对任意的整数x,f(x)=f(1)*x;
      当x、y为有理数时,设x=y=p/q,(p、q都是整数),由f(x+y)=f(x)+f(y)可得f(2p/q)=2f(p/q),所以f(p/q)=f(1)*p/q,即f(x)=f(1)*x;
      当x、y为实数时,当x→+∞时f(x)的绝对值|f(x)|→+∞,不妨设f(x)单调增,则当x→+∞时f(x)→+∞,f(1)>f(0)=0,
      假设在R上任意的x0,f(x0)≠f(1)*x0,无非两种情况:
      1)f(x0)>f(1)*x0,取有理数k1,使f(x0)<f(k1)=k1*f(1)<x0*f(1),所以x0<k1<x0,矛盾;
      2)f(x0)<f(1)*x0,取有理数k2,使f(x0)>f(k2)=k2*f(1)>x0*f(1),所以x0>k2>x0,矛盾;
      所以f(x0)≠f(1)*x0这个假设不成立,所以f(x0)=f(1)*x0,
      由x0的任意性可得f(x)=f(1)*x;
      f(x)单调减时同理,
      综上所述,f(x)=Cx,其中常数C=f(1)。


      IP属地:江苏本楼含有高级字体3楼2024-10-08 11:22
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        IP属地:江苏4楼2024-10-08 17:15
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