- LX OM
- LIX OM
- LVIII OM
- LVII OM
- LVI OM
- LV OM
- LIV OM
- LIII OM
- LII OM
- LI OM
- L OM
- XLIX OM
- XLVIII OM
- XLVIII OM - I etap
- XLVIII OM - I - Zadanie 1
- XLVIII OM - I - Zadanie 2
- XLVIII OM - I - Zadanie 3
- XLVIII OM - I - Zadanie 4
- XLVIII OM - I - Zadanie 5
- XLVIII OM - I - Zadanie 6
- XLVIII OM - I - Zadanie 7
- XLVIII OM - I - Zadanie 8
- XLVIII OM - I - Zadanie 9
- XLVIII OM - I - Zadanie 10
- XLVIII OM - I - Zadanie 11
- XLVIII OM - I - Zadanie 12
- XLVIII OM - II etap
- XLVIII OM - III etap
- XLVIII OM - I etap
- XLVII OM
- XLVI OM
- XLV OM
- XLIV OM
- XLIII OM
- XLII OM
- XLI OM
- XL OM
- XXXIX OM
- XXXVIII OM
- XXXVIII OM - I etap
- XXXVIII OM - I - Zadanie 1
- XXXVIII OM - I - Zadanie 2
- XXXVIII OM - I - Zadanie 3
- XXXVIII OM - I - Zadanie 4
- XXXVIII OM - I - Zadanie 5
- XXXVIII OM - I - Zadanie 6
- XXXVIII OM - I - Zadanie 7
- XXXVIII OM - I - Zadanie 8
- XXXVIII OM - I - Zadanie 9
- XXXVIII OM - I - Zadanie 10
- XXXVIII OM - I - Zadanie 11
- XXXVIII OM - I - Zadanie 12
- XXXVIII OM - II etap
- XXXVIII OM - III etap
- XXXVIII OM - I etap
- XXXVII OM
- XXXVII OM - I etap
- XXXVII OM - I - Zadanie 1
- XXXVII OM - I - Zadanie 2
- XXXVII OM - I - Zadanie 3
- XXXVII OM - I - Zadanie 4
- XXXVII OM - I - Zadanie 5
- XXXVII OM - I - Zadanie 6
- XXXVII OM - I - Zadanie 7
- XXXVII OM - I - Zadanie 8
- XXXVII OM - I - Zadanie 9
- XXXVII OM - I - Zadanie 10
- XXXVII OM - I - Zadanie 11
- XXXVII OM - I - Zadanie 12
- XXXVII OM - II etap
- XXXVII OM - III etap
- XXXVII OM - I etap
- XXXVI OM
- XXXV OM
- XXXIV OM
- XXXIII OM
- XXXIII OM - I etap
- XXXIII OM - I - Zadanie 1
- XXXIII OM - I - Zadanie 2
- XXXIII OM - I - Zadanie 3
- XXXIII OM - I - Zadanie 4
- XXXIII OM - I - Zadanie 5
- XXXIII OM - I - Zadanie 6
- XXXIII OM - I - Zadanie 7
- XXXIII OM - I - Zadanie 8
- XXXIII OM - I - Zadanie 9
- XXXIII OM - I - Zadanie 10
- XXXIII OM - I - Zadanie 11
- XXXIII OM - I - Zadanie 12
- XXXIII OM - II etap
- XXXIII OM - III etap
- XXXIII OM - I etap
- XXXII OM
- XXXI OM
- XXX OM
- XXIX OM
- XXVIII OM
- XXVII OM
- XXVI OM
- XXV OM
- XXIV OM
- XXIII OM
- XXII OM
- XXI OM
- XX OM
- XIX OM
- XVIII OM
- XVII OM
- XVI OM
- XV OM
- XIV OM
- XIII OM
- XII OM
- XI OM
- X OM
- IX OM
- VIII OM
- VII OM
- V OM
- VI OM
- IV OM
- III OM
- II OM
- I OM
- Skład komitetów Olimpiady
- Zawody stopnia I (przygotowawcze)
- Zadania z pierwszej olimpiady matematycznej
- I OM - B
- I OM - B - Zadanie 1
- I OM - B - Zadanie 2
- I OM - B - Zadanie 3
- I OM - B - Zadanie 4
- I OM - B - Zadanie 5
- I OM - B - Zadanie 6
- I OM - B - Zadanie 7
- I OM - B - Zadanie 8
- I OM - B - Zadanie 9
- I OM - B - Zadanie 10
- I OM - B - Zadanie 11
- I OM - B - Zadanie 12
- I OM - B - Zadanie 13
- I OM - B - Zadanie 14
- I OM - B - Zadanie 15
- I OM - B - Zadanie 16
- I OM - B - Zadanie 17
- I OM - B - Zadanie 18
- I OM - B - Zadanie 19
- I OM - B - Zadanie 20
- I OM - I etap
- I OM - II etap
- I OM - III etap
- I OM - B
XLIII OM - III - Zadanie 2
Wyznaczyć wszystkie funkcje
określone na zbiorze liczb wymiernych dodatnich, o wartościach w tym samym zbiorze, spełniające dla wszystkich dodatnich liczb wymiernych warunki
![]() |
Rozwiązanie
Przypuśćmy, że funkcja
spełnia podane warunki. Wykażemy, że dla każdej liczby wymiernej
oraz każdej liczby naturalnej
zachodzi równość (1)
![]() |
Traktujemy
jako ustalone. Dla
równość (1) zachodzi na mocy pierwszego z warunków danych w założeniach. Przyjmijmy słuszność (1) dla pewnego
naturalnego. Wówczas, w myśl tego samego warunku,
![]() |
Równość (1) zachodzi więc po zastąpieniu
przez
. Na mocy zasady indukcji uzyskujemy słuszność (1) dla wszystkich
naturalnych.
Weźmy dowolną dodatnią liczbę wymierną
(
,
naturalne). Przyjmując w (1)
,
mamy
![]() |
i po podniesieniu stronami do trzeciej potęgi:
![]() |
Skorzystajmy teraz z drugiego warunku danego w założeniach, zastępując
przez sumę
:
![]() |
Tak więc lewa strona (2) równa się
, czyli
![]() |
Zauważmy, że
jest liczbą naturalną. Przyjmując w (1) tę właśnie liczbę jako
oraz biorąc
stwierdzamy, że wartość (3) jest równa
![]() |
jak pamiętamy, jest to lewa strona równości (2).
Prawa strona (2) równa się
![]() |
(bo
). Stąd, przez przyrównanie otrzymanych wyrażeń (4) oraz (5), dostajemy równość
![]() |
czyli
![]() |
czyli
![]() |
czyli jeszcze inaczej
![]() |
Suma w drugim nawiasie jest dodatnia. Stąd
.
Liczba
(wymierna, dodatnia) była wybrana dowolnie. A wobec tego
musi być funkcją identycznościową:
![]() |
Sprawdzenie, że funkcja (6) spełnia podane w zadaniu warunki, jest natychmiastowe. Jest więc ona jedynym rozwiązaniem zadania.


![\[<br />
f(x+1) = f(x)+1 \quad \text{ oraz }\quad f(x^3) = (f(x))^3.<br />
\]](/files/tex/587659a2814766b4bf5f628632255cd275de4b6f.png)
![\[<br />
f(u + k) = f(u) + k.<br />
\]](/files/tex/8706c0548d23ac4bd9a2ae72a8a81a2737e95696.png)
![\[<br />
\begin{split}<br />
f(u + (k+1)) & =f((u+k)+1) = f(u+k) + 1 =\\<br />
& = (f(u)+k)+1 = f(u)+(k + 1).<br />
\end{split}<br />
\]](/files/tex/86089e9f5fba024546f0c8a53fb53593ca7e92fc.png)
![\[<br />
f(x + n^2) = f(x) + n^2,<br />
\]](/files/tex/7d74d960895928ca408ddad8f5f5cd8db3ea3d27.png)
![\[<br />
(2) \qquad (f(x+n^2))^3 = (f(x) + n^2)^3.<br />
\]](/files/tex/288fc547a0ca9cdaf3a956e150e44f834cf0d3da.png)
![\[<br />
f((x + n^2)^3) = (f(x + n^2))^3.<br />
\]](/files/tex/db30b0efeb5b0a7bcedfb701b8ca7c5c4b032289.png)
![\[<br />
(3) \qquad f(x^3+3n^2x^2+3n^4x + n^6).<br />
\]](/files/tex/0f7ccd20ca155547f8e6e5cc1bcd069e02ff8e5c.png)
![\[<br />
(4) \qquad f(x^3) + 3n^2x^2 + 3n^4x + n^6;<br />
\]](/files/tex/fed737ef4d8535b1ffb0011d7396286be34774e8.png)
![\[<br />
\begin{split}<br />
(5) \qquad (f(x) + n^2)^3 & = (f(x))^3 + 3n^2 (f(x))^2 + 3n^4 f(x) + n^6 =\\<br />
& = f(x^3)+3n^2(f(x))^2+3n^4f(x) + n^6<br />
\end{split}<br />
\]](/files/tex/af788a057cffef53ced696d02b41c0a5f64f6a9f.png)
![\[<br />
3n^2 (f(x))^2 + 3n^4 f(x) + n^6 = 3n^2 x^2 + 3n^4x + n^6,<br />
\]](/files/tex/029380c8987a9558c9968e4914ea7165fab6acc0.png)
![\[<br />
(f(x))^2 + n^2f(x) = x^2 + n^2x,<br />
\]](/files/tex/d6ce8dd8f336381485917fd7ee13c3e80b8a370d.png)
![\[<br />
(f(x)-x)(f(x) + x) + n^2f(x)-n^2x = 0,<br />
\]](/files/tex/2496c03df349cae78aff3587be1ec361ff80b7ef.png)
![\[<br />
(f(x)-x)(f(x) + x + n^2) = 0.<br />
\]](/files/tex/38df711eb47d8d1a5245227a8bfc707066d48026.png)
![\[<br />
(6) \qquad f(x) = x \quad \textrm{dla wszystkich} \ x \ \textrm{wymiernych, dodatnich.}<br />
\]](/files/tex/a4d8458b31fac9031eaa12ec484633da0d8033a4.png)
Komentarze
Dodaj nową odpowiedź