Đây là chuyên mục nơi các bạn thảo luận các bài toán phương trình hàm, đa thức ôn thi chọn đội tuyển.
Bài 1. Tìm tất cả các hàm \(f:\mathbb{Z}\rightarrow \mathbb{Z}\) thỏa mãn: \(x^2+4f(x)=f(f(x))^2\) với mọi \(x\in \mathbb{Z}\).
Trả lời
Khương Nguyễn
Đây là chuyên mục nơi các bạn thảo luận các bài toán phương trình hàm, đa thức ôn thi chọn đội tuyển.
Bài 1. Tìm tất cả các hàm \(f:\mathbb{Z}\rightarrow \mathbb{Z}\) thỏa mãn: \(x^2+4f(x)=f(f(x))^2\) với mọi \(x\in \mathbb{Z}\).
Trả lờie nhớ hồi lớp 9 tụi em có làm một bài cũng kiểu như này Cho \(f(x)=x^2+ax+b\) là một tam thức bậc hai có 2 nghiệm thực \(x_{1}, x_{2}\)và \(f(f(x))=0\) có 4 nghiệm thực phân biệt. Biết rằng tổng của 2 trong 4 nghiệm đã cho bằng -1. Chứng minh \(\displaystyle b\leqslant \frac{-1}{4}\)
Ý tưởng của bài đó là xét 2 phương trình nhỏ \(f(x)=x_1\) và \(f(x)=x_2\) , tìm nghiệm của 2 phương trình này :)) thì nghiệm của 2 phương trình này cũng chính là nghiệm của \(f(f(x))=0\), nên e chắc bài 5 cũng đi theo hướng này, tìm nghiệm của \(f(x)=x^3-3x+1\),, có 3 nghiệm \(x_1,x_2,x_3\) nào đó rồi thay vào giải \(\displaystyle \left[ \begin{array}{l l} f( x) =x_{1} & \\ f( x) =x_{2} & \\ f( x) =x_{3} & \end{array} \right.\)
p/s : e ra được 7 nghiệm
góp vui 1 bài
Bài 4 . Tìm tất cả các hàm số \(\displaystyle f:\mathbb{R}\rightarrow \mathbb{R}\) thỏa mãn \(f( f( x+y)) =f( x+y) +f( x) f( y) -xy,\forall x,y\in \mathbb{R}\) ( Belarus 19??)
Lời giải B4:
Giả sử tồn tại \(f: \mathbb{R} \to \mathbb{R}\) thỏa mãn: \(f(f(x+y))=f(x+y)+f(x)f(y)−xy,∀x,y ∈ \mathbb{R}\) (1)
Thay \(y=0\) vào (1), có: \(f(f(x))=[f(0)+1]f(x)\) (2)
Áp dụng (2) vào (1), có: \(f(0)f(x+y)=f(x)f(y)−xy\)
TH1: \(f(0) \neq 0\). Với \(x,y,z \neq 0\), xét:
\(f(0)f(x+y+z)=f(x)f(y+z)-x(y+z)=\frac{f(x)f(y)f(z)-f(x)yz}{f(0)} -xy -xz\)
\(f(0)f(x+y+z)=f(y)f(x+z)-y(x+z)=\frac{f(y)f(x)f(z)-f(y)xz}{f(0)} -yx -yz\)
\(\implies \frac{f(x)yz}{f(0)} + xz=\frac{f(y)xz}{f(0)} + yz\) .Do \(z \neq 0\) nên ta suy ra: \(\frac{f(x)y}{f(0)} + x=\frac{f(y)x}{f(0)} + y \implies \frac{\frac{f(x)}{f(0)}-1}{x}= \frac{\frac{f(y)}{f(0)}-1}{y} \) với mọi \(x,y \in {\mathbb{R}}^{*}\)
hay \(f(x)=bf(0)x+f(0)\) với mọi \(x \in \mathbb{R}\). Thử lại, ta thấy không thỏa mãn.
TH2: \(f(0)=0\) ta suy ra: \(f(x)f(y)=xy\). Dễ thấy hàm đồng nhất bằng \(0\) không thỏa mãn nên tồn tại \(x_0 \) sao cho \(f(x_0) \neq 0\). Cho \(y=x_0\) ta suy ra \(f(x)=ax\). Thử lại thấy \(a=1\)
Vậy, \(f(x)=x\) là hàm duy nhất thỏa mãn đề bài.
Bài 5: Tìm tất cả các hàm số \(f: \mathbb{R} \to \mathbb{R}\) thỏa mãn: \(f(x+y)-f(x-y)=f(f(1-xy))\)
Bài 5. \(f(x+y)=f(x-y)+f(f(1-xy))\)
Thế \(y=0\) thì ta được \(f(f(1))=0\), và thế \(x=0\) thì ta sẽ chứng minh được \(f\) là hàm chẵn. Mặt khác thế \(y=1\) ta được \(f(x+1)=f(x-1)+f(f(1-x))\rightarrow f(x)=f(x-2)+f(f(x-2))\) do là hàm chẵn. Ngoài ra ta cũng có \(f(f(xy-1))+f(f(xy+1))=0\)
Khi đó ta có \(f(x+2)=f(x)+f(f(x))\rightarrow f(x)+f(x+2)=f(x)+f(x-2)+f(f(x))+f(f(x-2))\)nên \(f(x+2)=f(x-2)\) hay \(f(x)=f(x-4)\)
. Từ đây ta dễ dàng chỉ ra \(f(f(t))=0\) với mọi số thực \(t\). Thế \((x,y) \rightarrow (\displaystyle \frac{x-y}{2},\displaystyle \frac{x+y}{2})\)ta có được \(f(x)=f(y)=const=0\)