関数方程式-関数の関係式-

関数方程式について

関数方程式は、ある関数が、ある関係式を満たしているものの関係式をいいます。通常の場合、関数は考えている区間ないし実数で連続、微分可能であることが条件として与えられています。たとえば、x、yを実数とするとき、f(x)が微分可能であり、f(0)=0、f(x+y)=f(x)+f(y) を満たすような関数の方程式のことです。これは、f'(x)=lim(h→0){f(x+h)-f(x)}/h=f’(0)=a(定数となります。)従って、f(x)=ax です。関数方程式は、微分方程式にもっていって、それを解くのが通常のやり方です。

関数方程式の問題

【問題1】

f(x)は全ての実数で定義された微分可能な関数で、

f(x)+f(y)=f{(x+y)/(1-xy)}、f’(0)=1を満たすものとします。

(1)このとき、\(f’(x)=1/(1+x^2)\) であることを示してください。

(2)f(x)を求めてください。

【問題2】

関数f(x)が任意の実数x,yに対して

f(x+y)=f(x)f(y)、f'(0)=1 を満たすとします。

(1)f(0)の値を求めてください。

(2)f(x)は、-∞<x<+∞で微分可能である事を示し、f(x)を求めてください。

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