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[问] 抽象函数

抽象函数

1 已知f(xy)=f(x)+(y),f(a)=1,(a>0,a不等于1),求f(x)

2 已知f(xy)=f(x)f(y),f'(1)=a,求f(x)
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引用:
原帖由 qjmxxgui 于 2008-7-18 11:00 发表
1 已知f(xy)=f(x)+(y),f(a)=1,(a>0,a不等于1),求f(x)

2 已知f(xy)=f(x)f(y),f'(1)=a,求f(x)
这里是想用反函数表示吧
应该这样:f-1(1)=a
f ' (x)常用来表示导数
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回复 1# 的帖子

另外,你的条件貌似都不全,如果是自学的话,先放弃这一块,弄清楚了具体的函数,再来抽象的
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那个不是反函数,就是导数
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没人说说?
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题目出得有问题。必须假定函数是连续的(或强一些,光滑的)才能算,否则解不唯一,而且会有很奇怪的解。
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补充一下,要解决这种问题就是先从整数到有理数,算出所有有理数点上的值,这一过程是初等的。然后利用连续性把有理数(稠密的)的值扩张到实数上,这一过程是中学不可能完成的。
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那如果知道是连续的呢?
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第二题应该可解的。
因为只要有一点是连续的那么就可以推出整个都连续。。。。(没记错的话)。。

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这两题还是把条件补上并严格解一下比较好, 虽然有很多不是高中范围内的。另外,网上看到过第二题的错解

下面写得比较简略,不过基本要点都在了

1 已知f(xy)=f(x)+f(y),f(a)=1,(a>0,a不等于1),求f(x)

这题严重缺条件,现在这样就已经是一个错题了

首先得加上定义域限制,比如x>0,不然
f(0a)=f(0)+f(a) 我们得到 f(a)=0,这已经和题设矛盾了


先加上定义域限制x>0,另外还得加上f是连续函数这个条件,不然只能做到下面的4)


1) f(1)=0
2) f(xn)=nf(x),  n∈Z
3) f(xn/m)=(n/m)f(x),  n,m∈Z,m≠0
4) 利用已知条件以及上面的1)~3),我们已经能确定f(an/m)=n/m

对于任意一个正数x, 有x=alnx/lna,假如lnx/lna是有理数,前面已经解决,如果是无理数,那么能够写成一列有理数{rn}的极限,根据f,以及指数函数、对数函数的连续性,还有Heine定理,我们得到
  f(x^rn)→f(x), n→∞
  也就是 rn→f(x), n→∞

  因此 f(x)=lnx/lna

综上,对于一切x>0,我们有f(x)=logax



2 已知f(xy)=f(x)f(y),f'(1)=a,求f(x)

这题不用加条件就能做,不过比较难,结论也比较复杂

f(0)=0或f(0)=1
f(1)=0或f(1)=1

若 f(0)=1 我们有 1=f(0)=f(x)f(0)=f(x)
若 f(1)=0 我们有 f(x)=f(1)f(x)=0

从上面的分析可以看出, f(0)=1且f(1)=0这种组合是不存在的,当a=0的时候,本题可以有f(x)=0以及f(x)=1这两种平凡解。

接下来分析f(0)=0且f(1)=1这种组合。(包括a≠0时的解,以及a=0时的非平凡解)

[f(-1)]²=f(1)=1
当 f(-1)=1 的时候,f是偶函数
当 f(-1)=-1 的时候,f是奇函数

无论如何,接下来我们只需要考虑x,y>0即可

f(xn)=[f(x)]n, n∈Z

由于f'(1)=a,f在x=1是连续的,对于任何一个趋于1的正数序列{rn},有
f(rn)→f(1)=1, n→∞

于是,当n足够大的时候,一定有f(rn)>0
对于任意一个正数x,x1/n→1, 因此,当n足够大,就有f(x1/n)>0,此时也必有 [f(x1/n)]n=f(x)>0 , f(x1/n)=[f(x)]1/n

对任意的除了1以外的正数x
由于f'(1)=a 我们有 [f(x1/n)-1]/(x1/n-1)→a,  n→∞
也就是 {[f(x)]1/n-1}/(x1/n-1)→a
左边的极限可以求,也就是 ln[f(x)]/ln(x)=a
f(x)=x^a


综上所述

a>0的时候,有两个解

    f(x)=|x|a

以及分段函数

    f(x)=xa   (x≥0)
    f(x)=-(-x)a   (x<0)


a<0的时候,也有两个解,其实和上面一样,不过写起来必须多分一段,其实上面a>0的解也可以这么写

    f(x)=|x|a  (x≠0)
    f(x)=0   (x=0)

以及

    f(x)=xa   (x>0)
    f(x)=0    (x=0)
    f(x)=-(-x)a   (x<0)


a=0的时候,有四个解
A)
    f(x)=1   (x≠0)
    f(x)=0   (x=0)
B)
    f(x)=sgn(x)   (这里sgn是符号函数)
C)
    f(x)=1
D)
    f(x)=0



上面基本算是完整解答了吧,省略了一些细节。第二题要有确定的f,应该限定a≠0且给出f(-1)的值。


[ 本帖最后由 oldshanmao 于 2008-7-21 11:40 编辑 ]

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