函数方程的几种方法 (1)

合集下载

解复杂函数方程的技巧与方法

解复杂函数方程的技巧与方法

解复杂函数方程的技巧与方法复杂函数方程是数学中的一类重要问题,研究解复杂函数方程的技巧与方法对于提高数学解题能力和理解复杂函数的性质具有重要意义。

本文将介绍几种常见的解复杂函数方程的技巧与方法。

一、代入法代入法是解复杂函数方程的常用方法,通过将复杂函数方程中的未知函数用已知函数代入,从而将复杂的函数方程变为已知的方程,进而求解出未知函数。

例如,对于如下的复杂函数方程:$$f(z) = f(z+1) + f(z-1)$$我们可以尝试将未知函数$f(z)$用指数函数$e^{2\pi i z}$代入,即$$e^{2\pi i z} = e^{2\pi i (z+1)} + e^{2\pi i (z-1)}$$通过化简可以得到$$e^{2\pi i z} = 2e^{2\pi i z}\cos(2\pi)$$解得$$2\cos(2\pi z) = 1$$因此,未知函数$f(z)$满足$f(z) = \cos(2\pi z)$。

二、特殊构造法特殊构造法是解复杂函数方程的另一种常用方法,通过构造特殊的函数形式,从而满足给定的复杂函数方程。

例如,对于如下的复杂函数方程:$$f(z+1) = f(z)e^z$$我们可以尝试构造指数函数的形式,即设$f(z) = e^{g(z)}$,其中$g(z)$是一个未知函数。

代入原方程可以得到$$e^{g(z+1)} = e^{g(z)e^z}$$两边取对数得到$$g(z+1) = g(z)e^z$$这是一个已知的函数方程,我们可以求解出$g(z)$的形式,再得到$f(z)$的形式。

三、级数展开法级数展开法是解复杂函数方程的一种有效方法,通过将未知函数展开成幂级数的形式,进而求解出未知函数。

例如,对于如下的复杂函数方程:$$f(z+1) - f(z) = z$$我们可以尝试将未知函数$f(z)$展开为幂级数的形式,即$f(z) =\sum_{n=0}^{\infty}a_nz^n$,其中$a_n$是待定系数。

对数函数方程---解法练习(4个常见方法)及例题

对数函数方程---解法练习(4个常见方法)及例题

对数函数方程---解法练习(4个常见方法)及例题1. 概述对数函数方程是数学中常见的一类方程,在解决实际问题时经常会遇到。

本文将介绍四种常见的解法方法,并结合例题进行练,帮助读者更好地掌握如何解决对数函数方程。

2. 解法方法2.1. 变底法变底法是解决对数函数方程的一种常见方法。

通过将底数变换成相同的底数,将方程转化成一个简单的等式,从而求解。

具体步骤如下:步骤 1: 确定底数,使得方程两边的底数一致。

步骤 2: 将方程转化成一个等式。

步骤 3: 解方程。

步骤 4: 检验解是否符合原方程。

2.2. 换元法换元法是另一种解决对数函数方程的常见方法。

通过引入一个新的变量,将方程转化成一个简单的等式,从而求解。

具体步骤如下:步骤 1: 选择适当的变量进行代换。

步骤 2: 转化方程为一个等式。

步骤 3: 解方程。

步骤 4: 还原变量,得出最终解。

步骤 5: 检验解是否符合原方程。

2.3. 消元法消元法是解决对数函数方程的一种常用方法。

通过对方程进行合并、整理、消去一些变量,将方程转化成一个简单的等式,从而求解。

具体步骤如下:步骤 1: 合并同类项。

步骤 2: 整理方程,将对数函数移到一边。

步骤 3: 消去变量。

步骤 4: 解方程。

步骤 5: 检验解是否符合原方程。

2.4. 图像法图像法是解决对数函数方程的一种直观方法。

通过绘制对数函数的图像,并分析函数图像与方程的交点,求解方程。

具体步骤如下:步骤 1: 绘制对数函数的图像。

步骤 2: 分析图像与方程的交点。

步骤 3: 求解方程。

步骤 4: 检验解是否符合原方程。

3. 例题练例题 1: 解方程 $3\log_2(x-1)+\log_2(x+1)=2$。

> 解答:解答:> 使用变底法:> 步骤 1: 将底数变为2,得到 $2^{3\log_2(x-1)}\cdot2^{\log_2(x+1)}=2^2$。

> 步骤 2: 运用指数与对数的相互关系,得到 $(x-1)^3\cdot(x+1)=4$。

函数方程解题的关键技巧与方法

函数方程解题的关键技巧与方法

函数方程解题的关键技巧与方法函数方程是数学中常见的一类问题,它通过给定的条件和方程来寻找函数的解。

解决函数方程的关键技巧和方法有很多,本文将介绍其中几种常用的方法。

一、代入法代入法是解决函数方程的常用方法之一。

它的基本思路是将方程中的未知函数代入,然后通过简化方程,找到函数的解。

例如,考虑以下的函数方程:f(x) - 2f(2-x) = 1我们可以先令 x = 2,这样就可以得到:f(2) - 2f(0) = 1然后,代入其他的数值,比如 x = 0,我们得到:f(0) - 2f(2) = 1通过这样的代入和化简的过程,我们可以得到一个方程组,从中解出 f(x) 的值。

二、函数复合法函数复合法是解决函数方程的另一种常见方法。

它的基本思路是通过构造一个新函数,将原方程转化为一个更简单的形式,从而求得函数的解。

举个例子,考虑以下的函数方程:f(x + 2) + f(x - 2) = 2f(x)我们可以尝试定义一个新函数 g(x) = f(x + 2),这样原方程就变成了:g(x) + g(x - 4) = 2g(x - 2)现在我们可以利用这个新方程来简化原方程,并通过求解 g(x) 来找到 f(x) 的解。

三、递推法递推法在解决函数方程中也是十分有用的方法。

它的基本思路是通过分析给定的条件和方程,构造递推式,从而找到函数的解。

例如,考虑以下的函数方程:f(x + 2) = 3f(x + 1) - 2f(x)我们可以通过给定的条件 f(0) = 1 和 f(1) = 2,构造递推式:f(2) = 3f(1) - 2f(0) = 4f(3) = 3f(2) - 2f(1) = 8f(4) = 3f(3) - 2f(2) = 16通过递推,我们可以得到 f(x) 的解为 2^x。

四、特殊点法特殊点法是解决函数方程的一种常见方法,它的基本思路是通过找到特殊点,从而对函数进行分析,进而求得函数的解。

例如,考虑以下的函数方程:f(x) = f(1-x)我们注意到当 x = 1/2 时,有 f(1/2) = f(1 - 1/2) = f(1/2),也就是说函数在 x = 1/2 这个特殊点对称。

函数方程的几种解法

函数方程的几种解法

解函数方程的几种方法李素真摘要:本文通过给出求解函数方程的基本方法,来介绍函数方程,探索通过构造函数方程求解其它问题的方法,以获得新的解题思路。

关键词:函数方程;换元法;待定系数法;解方程组法;参数法含有未知函数的等式叫做函数方程,能使函数方程成立的函数叫做函数方程的解,求函数方程的解或证明函数方程有无解的过程叫解函数方程。

函数方程的解法有换元法(或代换法)、待定系数法、解方程组法、参数法。

1.换元法换元法是将函数的“自变量”或某个关系式代之以一个新的变量(中间变量),然后找出函数对中间变量的关系,从而求出函数的表达式。

例1 已知x x f x sin )2(+=,求)(x f 。

解:令u x =2 )(0>u ,则u x log 2=,于是可得,)log sin()log ()(222u u u f +=)(0>u ,以x 代替u ,得)log sin(log 2)(22u x x f += )0(>x 。

例2 已知xxx x f 212ln )1(+=+ )0(>x ,求)(x f 。

解:令t x x =+1,则11-=t x )1(>t ,于是12ln 1121112ln )(+=-+-=t t t t f , 即12ln )(+=x x f 。

例3 已知x x f 2cos )cos 1(=+,求)(x f 。

解:原式可以化为 1cos 22cos )cos 1(2+==+x x x f ,令t x =+cos 1,]2,0[∈t ,则换元后有1)1(2)(2--=x t f ]2,0[∈x 。

2.待定系数法待定系数法适用于所求函数是多项式的情形。

当我们知道了函数解析式的类型及函数的某些特征,用待定系数法来解函数方程较为简单。

一般首先确定多项式的次数,写出它的一般表达式,然后由已知条件,根据多项式相等的条件确定待定系数。

例4 已知)(x f 为多项式函数,且422)1()1(2+-=-++x x x f x f ,求)(x f 。

高考数学函数解答方法

高考数学函数解答方法

高考数学函数解答方法高考数学中,函数是一个非常重要的考点,在解答函数题目的时候,可以采取下面几种方法:一、代入法代入法是最直接、最简单的解答方法。

当函数题目给出了具体的数值,我们可以直接将这些数值代入函数中计算得到结果。

例如,题目给出了函数f(x)=2x+1,要求求出f(3)的值,我们可以将3代入函数中,计算得到f(3)=2(3)+1=7代入法的优点是简单快速,适用于无法通过其他方法求解的题目。

但是代入法只能得到特定数值的结果,对于一些要求得到一般性结论的函数题目来说,代入法并不适用。

二、图像法图像法是解答函数图像相关题目的一种常用方法。

给定函数表达式,我们可以通过绘制函数的图像来帮助我们理解和解答题目。

首先,我们要根据函数表达式的特点来大致判断函数图像的性态,包括函数的增减性、奇偶性、对称性等。

例如,对于函数f(x)=x^2+1,我们知道这是一个二次函数,开口向上,对称于y轴,最低点在坐标原点处。

其次,我们可以根据给定的条件来确定函数图像的具体形状。

例如,题目给出了函数f(x)=x^2+1的图像在点(2,5)处的切线斜率为4,我们可以通过求导求出函数f(x)的导函数f'(x),然后将x=2代入导函数中计算得到切线斜率为4图像法的优点是直观、直接,可以帮助我们对函数的性质有更深入的理解。

但是图像法也有一些局限性,例如绘制函数图像需要在试卷上进行,不太方便,同时对于一些复杂的函数图像,很难手绘出准确的形状。

三、解方程法解方程法是解答函数方程相关题目的一种常用方法。

对于已知的函数方程,我们可以通过求解方程来确定函数的性质和解答题目。

例如,题目给出函数f(x)满足f(x)=f(2-x),要求求出函数g(x)=f(2x)的表达式。

我们可以先将f(x)=f(2-x)两边同时代入变量t,即f(x)=t,f(2-x)=t。

然后将x和2-x分别代入f(x)=t的表达式中,得到t=f(x)=f(2-x)。

高中数学:函数解析式的十一种方法

高中数学:函数解析式的十一种方法

高中数学:函数解析式的十一种方法一、定义法 二、待定系数法 三、换元(或代换)法 四、配凑法 五、函数方程组法七、利用给定的特性求解析式.六、特殊值法 八、累加法 九、归纳法 十、递推法 十一、微积分法一、定义法:【例1】设23)1(2+-=+x x x f ,求)(x f .2]1)1[(3]1)1[(23)1(22+-+--+=+-=+x x x x x f =6)1(5)1(2++-+x x 65)(2+-=∴x x x f【例2】设21)]([++=x x x f f ,求)(x f . 【解析】设xx x x x x f f ++=+++=++=111111121)]([xx f +=∴11)(【例3】设33221)1(,1)1(x x x x g x x x x f +=++=+,求)]([x g f .【解析】2)(2)1(1)1(2222-=∴-+=+=+x x f x x x x x x f又x x x g x x x x xx x x g 3)()1(3)1(1)1(3333-=∴+-+=+=+ 故2962)3()]([24623-+-=--=x x x x x x g f【例4】设)(sin ,17cos )(cos x f x x f 求=.【解析】)2(17cos )]2[cos()(sin x x f x f -=-=ππx x x 17sin )172cos()1728cos(=-=-+=πππ.二、待定系数法:在已知函数解析式的构造时,可用待定系数法。

【例1】 设)(x f 是一次函数,且34)]([+=x x f f ,求)(x f 【解析】设b ax x f +=)( )0(≠a ,则bab x a b b ax a b x af x f f ++=++=+=2)()()]([∴⎩⎨⎧=+=342b ab a ∴⎩⎨⎧⎩⎨⎧=-===3212b a b a 或 32)(12)(+-=+=∴x x f x x f 或 【例2】已知1392)2(2+-=-x x x f ,求)(x f .【解析】显然,)(x f 是一个一元二次函数。

函数方程和函数迭代问题(奥数)

函数方程和函数迭代问题(奥数)

函数方程和函数迭代问题(奥数)第四讲函在国内外数学竞赛中函数方程和函数迭代问题备受命题者的青睐形式灵活多变,结构变化无穷,大致可分为如下三类:⑴探求函数的解析式;⑵探求函数的值⑶讨论函数的性质.一. 探求函数的解析式函数方程的求解事实上也是一个探求函数解析式的过程,而函数方程常见的初等解法有许多,下面对其作进一步详尽的介绍.1,换元法换元法的解题基本思想是:将函数方程中自变量适当代换成别的自变量(应注意力求不改变函数的定义域),得到一个或几个新的函数方程,然后将它们与原方程联立,通过消元求得原函数方程的解.例1 解函数方程 f(x)+f(xx 1-)=1+x (x ≠0,x ≠1) f(x)=x+1/x+1/(1-x) 例2 设f(x)是定义在实数集上的实值函数,且满足af(x-1)+bf(1-x)=cx,其中a,b,c 为实常数,求f(x) f(x)=c/(a-b)x+c/(a+b)2.赋值法赋值法基本思想是:对自变量多于一个的函数方程,将其中一个或几个自变量用一些特殊值赋进去代入原方程,从而简化函数方程,以达到求解的目的.例3 已知定义在R 的函数满足⑴ f(x 1+x 2)+f(x 1-x 2)=2f(x 1)cos2x 2+4asin 2x 2 (x 1,x 2∈R,a 为常数) f(x)=(a-1)(sin2x-cos2x)+a⑵ f(0)=f(4π)=1 ⑶ 当x ∈[0, 4π]时,f(x)≤2 试求⑴函数f(x)的解析式;⑵常数a 的取值范围.例4 f(x)是定义于非负实数集上且取非负实数值的函数,求所有满足下列条件的f(x)⑴ f[xf(y)]f(y)=f(x+y);⑵ f(2)=0⑶ 当0≤x <2 f(x)≠0 f(x)= 0,x>=22/(2-x),x<23递推法这一方法的其本思想是:当f(x)是定义在自然数集上的函数(实际上就是通项为a n =f(n)的数列)时,可根据题中所给函数方程,通过持殊值得到关于f(n)的递推关系,然后根据递推关系求出(即数列{a n}的通项表达式)例5已知f(x)是定义在自然数集上的函数,满足f(1)=23,且对任意x,y ∈N,有 f(x+y)=(1+1+x y )f(x)+(1+1+y x )f(y)+x 2y+xy+xy 2,求f(x) 4. 柯西法柯西首先讨论了一个很重要的函数方程f(x+y)=f(x)+f(y)的解法,由此解决了一系列其他函数方程.他的方法是,依次求出所有自然数值,整数值,有理数值,直至所有实数值的函数方程的解例6 设f(x) 是定义在有理数集上的函数,且对任意的有理数x,y 有f(x+y)=f(x)+f(y),试求f(x)5, 待定系数法这一方法的其本思想是:当f(x)是多顸式时,可设f(x)=a 0x n +a 1x n-1+….+a n (a 0≠0),代入函数方程的两端,然后比较方程两端x 最高次幂的指数和x 同次幂的系数,便可得出关于n 及a 0 a 1…a n .的方程组,解这个方程组便可确定n 及a 0 a 1…a n 的值,从而得到函数方程的解例7确定符合下列条件的所有多项式f(x) f(x+1)=21f[f(x)]+23 6 , 利用不等式夹逼利用不等式夹逼求解函数方程,主要是利用下列几个明显的结论:⑴ 若对任意x ∈I, 有f(x)≥g(x) 及f(x)≤g(x)则对任意x ∈I,有f(x)=g(x)⑵ 若对任意x,y ∈I,有f(x)≤g(y)则交换x,y 得f(y)≤g(x)于是对任意的x,y ∈I 有f(x)=g(y)由此可得f(x)=常数(x ∈I).⑶ 若f:N →N 满足m ≤f(n)<m+1或m-1<f(n)≤m 或m-1<f(n)<m+1(m,n ∈N)则f(n)=m,例8 设f(x) 是具有下列性质的函数⑴ f(n)对每一正整数n 有定义;⑵ f(n)是正整数;⑶ f(2)=2⑷ f(mn)=f(m)f(n),对一切m,n 成立;⑸ f(m)>f(n),当m >n 时试证: f(m)=f(n)例9 设f(n )是定义在自然数集N 上的函数,它的值域也是全体自然数所成的集N,并且对任意两个自然m 与n,只要m ≥n 就有f(m) ≥n, 试证: f(m)= m 对任意的自然数m 成立.例10 设f(n )是定义在自然数集N 上的函数,满足: ⑴f(n )的值域为整数;⑵当m <n 时,f(m)<f(n);⑶当m,n 互素时,f(mn)=f(m)f(n),试求符合上述条件的一切函数f(x).二. 探求函数的值在各级各类数学竞赛中除了求函数方程的解以外,还经常遇到由函数方程给出的特殊定义的抽象函数,要求参赛者探求其函数的特殊的函数值.例11. 设N 是自然数集, f(x)是定义在N 上并在N 内取值的函数,且对x,y ∈N,有f[f(x)+y]=x+y,求f(1988)的所有可能的值例12. 设f(n )对所有正整数有定义,取非负整数值,并且对所有正整数m,n 有f(m+n)-f(m)-f(n)=0或1.又f(2)=0.f(3)>0,f(9999)=3333,求f(1982).例13. 设f(x),g(x)是定义在正整数集Z +上并取整数的严格递增函数,如果它们满足:⑴f(Z +) ∪ g ( Z +) = Z +(⑵f(Z +) ∩ g ( Z +) =⑶g(n)=f(f(n))+1试求f(240).三.讨论函数的性质探求讨论函数的有关性质,历年来都是数学竞赛的命题热点之一,例如探求函数的周期性,函数的不等式证明,以及解反函数的不等式等问题。

微分方程几种求解方法

微分方程几种求解方法

微分方程几种求解方法微分方程是数学中重要的概念之一,用于描述变量之间的函数关系。

求解微分方程是数学和工程中的常见问题。

根据问题的性质和条件,有多种方法可以用来求解微分方程,下面将介绍几种常见的求解方法。

1.变量分离法:变量分离法是求解一阶常微分方程的常用方法。

它的基本思想是将微分方程中的变量分离,然后进行积分。

具体步骤是将微分方程写成形式dy/dx=f(x)g(y),然后将方程变换为g(y)dy=f(x)dx,再两边同时积分,即可得到方程的解。

这种方法适用于一阶常微分方程,如y'=f(x)。

2.齐次方程方法:齐次方程是指微分方程中不包含任意常数项的方程。

对于齐次方程可以使用变量代换法进行求解。

具体的步骤是将微分方程中y的函数形式换成u,然后进行代换,将微分方程变为可分离变量的形式。

然后用变量分离法来求解,最后再进行反代还原,得到原方程的解。

这种方法适用于一阶齐次常微分方程,如dy/dx=f(y/x)。

3.线性方程方法:线性微分方程是指微分方程中只有一阶导数,并且函数关系是线性的。

线性方程可以使用常数变易法或者待定系数法来进行求解。

常数变易法的基本思想是假设方程的解具有特定的形式,然后将其带入方程,通过确定待定的常数来求解。

待定系数法的基本思想是假设方程的解是一组形式已知的函数的线性组合,然后通过确定待定系数来求解。

这些方法适用于一阶线性常微分方程,如dy/dx+a(x)y=b(x)。

4.积分因子法:积分因子法是一种用于求解一阶非齐次线性常微分方程的方法。

它的基本思想是通过引入一个合适的因子,将一阶非齐次线性微分方程转化为恰当微分方程,从而利用变量分离法来求解。

具体步骤是先将非齐次方程写成标准形式dy/dx+p(x)y=q(x),然后通过选择合适的积分因子μ(x)来将方程转为恰当微分方程(即满足(dμ(x)/dx)y+p(x)μ(x)=q(x)),再对该恰当微分方程进行积分,即可得到原方程的解。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

函数方程三、求解函数方程的几种方法:函数方程的变化多,求解技巧性很强,往往涉及不同领域的数学知识,特别是附加了条件的函数,更是五花八门,各有巧妙。

在高数数学各级竞赛中,都有可能会遇到函数方程的问题,在这里我们介绍几种典型的求解函数的方法。

一.代换法 1.解函数方程:x x x f x f +=-+1)1()( (1)解:令1,0,1≠-=y y y x ;则xy -=11,将此代入(1)可得:yy y f y y f 12)11()1(-=-+-或x x x f x x f 12)11()1(-=-+-。

(2) 此时(1)及(2)并无法解出)(x f ;所以我们再令1,0,11≠-=z z x ;则x x z 1-=,将此代入(1)式则可得z z z f z f --=+-12)()11(,即xxx f x f --=+-12)()11(。

(3) 将(1),(2)及(3)联立,则可得到一个以)1(),11(),(xx f x f x f --为独立变数的三元一次方程组;我们利用消去法来解此问题. (1)+(3)-(2)可得:x x x x x x f 1212)1()(2----++=)1(21)(23---=⇒x x x x x f 。

经检验是原函数方程的解.2.(2007越南数学奥林匹克)设b 是一个正实数,试求所有函数R R f →:,使得 )3(3)()(1)(1)(y y f b x y f b b b x f y x f y y -+⋅=+-+-+对任意实数x 、y 均成立。

解:将原方程变形为:1)(3))(()(-++⋅+=++y f b x y x y b x f b y x f , (x , )R y ∈① 令x b x f x g +=)()(,则①等价于1)(3)()(-⋅=+y g x g y x g ,(x , )R y ∈② 在②中令0=y 得1)0(3)()(-⋅=g x g x g )(R x ∈这表明1)0(0)(==g x g 或。

1)若0)(=x g )(R x ∈,则x b x f -=)(; 2)若1)0(=g ,在②式中令0=x 得:1)(1)(33)0()(--=⋅=y g y g g y g ,即0)(31)(=--y g y g 。

)(R y ∈③考虑函数t t h t -=-13)(,它的导函数13ln 3)('1-=-t t h ,则11)(log log 0)('33<+=⇔=e t t h ,于是可知0)(=t h 有两根11=t 和c t =2)10(<<c ,于是③式等价于1)(=y g 或c 。

R y ∈(, c 为满足10<<c 的常量)假设存在R y ∈0使c y g =)(0,则)(3)()()0(101)(0000y g c y g y y g g y g -⋅=⋅=-==--,∴c c y g ≠-=-1)(0 或1,∴c y g =)(0矛盾,因此1)(=y g )(R y ∈,∴x b x f -=1)( 综上知:x x b x f b x f -=-=1)()(和 说明:代换法是解函数方程最基本方法,很多函数方程中所特有的性质是通过代换法去发现的。

本题也是通过代换法打开了解题的思路。

二.柯西法1.设)(x f 为定义在实数集R 上的单调连续函数,试解函数方程)()()(y x f y f x f +=⋅。

解:由)()()(y x f y f x f +=⋅用归纳法得:)()()()(2121n n x x x f x f x f x f ++=。

当n x x x === 21时,有)()]([nx f x f n =。

①若1=x ,n x f n f )]([)(=,令a f =)1(,得n a n f =)(,在①式中令nx 1=得:)1()]1([f n f n = 因)(x f 定义在实数集R 上,n 是偶数时,必有0)1(≥f ,这样0≥a ,∴n a nf 1)1(= 若m 为正整数,利用上式得:n m mn m a a nf n n n f n m f n m f ===+++=⋅=)()]1([)111()1()(1 , 在原方程中,令0=y 有:)()0()(x f f x f =⋅,因)(x f 单调)(x f 不恒为0,∴01)0(a f ==。

在原方程中,令x y -=有n m x y -=-=(n , )N m ∈,则有)0()()(f nmf n m f =⋅-, 即n mn ma a nm f n m f --===-1)()(1)(,(又因为)(n mf -有意义,∴)0>a 。

这样,我们便在有理数集内求得了函数方程)0()(>=a a x f x 。

又因)(x f 单调,不能恒为1,则)10()(≠>=a a a x f x 且为指数函数。

当α=a 为无理数,设i i b a <<α且a i , b i 为无限接近于α的有理数,则由)(x f 单调知ααa f =)(,∴原方程的解为)10()(≠>=a a a x f x且。

说明:柯西法是由解柯西方程)()()(y f x f y x f +=+而归纳出来的方法。

2.试求定义在有理数集并且在有理数集上取值的函数()f x ,设 (1)(1)2f =(2)()()()()1f xy f x f y f x y =-++。

求函数()f x 。

解:令1,y =由(2)得()()(1)(1)1f x f x f f x =-++。

① 将(1)2f =代入①,化简得(1)()1f x f x +=+。

②当n N +∈时,有()(1)1(2)2()f x n f x n f x n f x n +=+-+=+-+==+,③ 由②得()(1)1f x f x =+-即[()]()()()f x n f x n n N +-=+-∈。

④由③、④有:()()()f x n f x n n Z +=+∈。

⑤在⑤中,令1x =,得(1)2()f n n n Z +=+∈。

⑥对于任意的有理数,(,)n m n Z m ∈在(2)中,令,,nx m y m==得()()()()()1n n nf n f m f m f f m m m m==-++。

由⑤、⑥有1(1)()()1n nn m f f m m m +=+--+由此得()1n nf m m=+,故所求的函数是()1().f x x x Q =+∈三.用函数迭代法解方程 1.求解函数方程:x x xf x f x x f cos )11()1()11(=-++-++-)1,0(±≠x 。

解:设11)(+-=x x x g ,则x x g g g g x g ==))))(((()()4(并且x x g g x g 1))(()2(-==,xxx g g g x g -+==11)))((()3(,于是原方程变为:x x g f x g f x g f cos )]([][)]([)3()2(=++。

①令)(x g x =得:)(cos )()]([)]([)3()2(x g x f x g f x g f =++,② 令)()2(x g x =得:)(cos )]([)()]([)2()3(x g x g f x f x g f =++,③ 令)()3(x g x =得:)(cos )]([))(()()3()2(x g x g f x g f x f =++,④由①②③④得:x x g x g x g x f cos 2)(cos )(cos )(cos )(3)3()2(-++=,∴)cos 211cos 1cos 11(cos 31)(x xxx x x x f --++++-=说明:利用函数迭代解决函数方程问题有立竿见影的效果。

2.试求所有的函数:f R R →,使得对任意,x y R ∈,都有2(())()f x f y y xf x +=+解:令x =,则有(2)()f y y =,从而(2)22(())(())()f y xf x f x f y x f y +=+=+。

在上式中用()f x 代替x ,则可知(2)2(()())(())()()f y f x f x f y xf x f x f y +=+=+,于是有 22()f x x =,从而有()f x x =或()f x x =-。

验证可知,这两个函数都是方程的解。

3.设11,022()12(1),12x x f x x x ⎧+≤≤⎪⎪=⎨⎪-≤≤⎪⎩,找出12345,,,,x x x x x 使:2132435415(),(),(),(),()x f x x f x x f x x f x x f x =====.解:当1[0,]2x ∈时,211()[,1],2x f x =∈设32()x f x =也在1[,1]2中,4354(),()x f x x f x ==也在1[,1]2中,那么2112x x =+以后都用()2(1)f x x =-即32()x f x =,(2)42()x f x =,(3)(4)5212(),().x f x x f x ==对于()22f x x =-+我们有:()(2)1()(2)2.(2)1n n nf x x --=-+--验证:11422(1),1515x =-=是对的.评注:在应用迭代法时,几个常用的迭代结果是有用的:2()2n n f x fx =→=()1(1)1n n na f axb fa xb a a -=+→=+≠-,()(1)n f ax b f nb x a =+→=+=.四.特值探索推导法 1.(2008年IMO 第4题)求所有的函数),0(),0(:+∞→+∞f 满足对所有的正实数ω,x , y , z ,yz x =ω都有:22222222)()())(())((z y x z f y f x f f ++=++ωω解:令1====z y x ω得:1)1()1())1((2=⇒=f f f ,对任意0>t 令t =ω,1=x ,t z y ==得:tt t f t f 21)(21))((22+=+,去分母整理:0))()(1)((=--t t f t tf ,所以对每个0>t 有t t f =)(或者tt f 1)(=。

①若存在b , ),0(+∞∈c ,使得b b f ≠)(,cc f 1)(=,则由①知,b , c 都不等于1。

且b b f 1)(=,c c f =)(,令b =ω,c x =,bc z y ==,则bc c b bc f c b 2)(212222+=+,所以)()(2232c b b c b c bc f ++=。

相关文档
最新文档