Funksjonalligning

Her kan brukere av forum utfordre hverandre med morsomme oppgaver og nøtter man ønsker å dele med andre. Dette er altså ikke et sted for desperate skrik om hjelp, de kan man poste i de andre forumene, men et sted for problemløsing på tvers av trinn og fag.

Moderators: Vektormannen, espen180, Aleks855, Solar Plexsus, Gustav, Nebuchadnezzar, Janhaa

Post Reply
Gustav
Tyrann
Tyrann
Posts: 4563
Joined: 12/12-2008 12:44

Finn alle [tex]f:\mathbb{R}\to\mathbb{R}[/tex] slik at

[tex]f(x-f(y))=f(f(y))+xf(y)+f(x)-1[/tex]

for alle x,y i [tex]\mathbb{R}[/tex]
Gustav
Tyrann
Tyrann
Posts: 4563
Joined: 12/12-2008 12:44

Er det ingen som får til denne?

Hint: Start med å finn et uttrykk for f(x) når x er begrenset til å ligge i verdimengden til f, i.e. finn f(x) når x=f(y) for en eller annen y.
Hoksalon
Ramanujan
Ramanujan
Posts: 265
Joined: 03/08-2010 22:12

[tex]f(x-f(y)) = f(f(y) + xf(y) + f(x) - 1[/tex]
f(0) = a, f(y) = x


[tex]f(0) = f(x) + x^2 + f(x) - 1[/tex]
[tex]f(x) = \frac{-x^2+a+1}{2}[/tex]

Vi får ligningen:
[tex]f(0) = \frac{a+1}{2} = a[/tex]
der a = 1

Og det følger at ligningen er
[tex]f(x) = 1 - \frac{x^2}{2}[/tex]

(også prøve på svaret da...)
Fibonacci92
Abel
Abel
Posts: 665
Joined: 27/01-2007 22:55

Her har du vel bare funnet et funksjonsuttrykk for alle [tex]x \in Im(f)[/tex] ? Eller utarbeidet du bare hintet kanskje?:)
Hoksalon
Ramanujan
Ramanujan
Posts: 265
Joined: 03/08-2010 22:12

Jeg utarbeidet bare hintet. Jeg forstår ikke notasjonen din :oops:
Vektormannen
Euler
Euler
Posts: 5889
Joined: 26/09-2007 19:35
Location: Trondheim
Contact:

Im(f) betyr bildet (image) av funksjonen f, kanskje mer kjent som verdimengden.
Elektronikk @ NTNU | nesizer
Gustav
Tyrann
Tyrann
Posts: 4563
Joined: 12/12-2008 12:44

Hoksalon wrote: Vi får ligningen:
[tex]f(0) = \frac{a+1}{2} = a[/tex]
der a = 1
Det uttrykket du har funnet for f(x) gjelder kun for [tex]x\in Im(f).[/tex]
Siden vi ikke vet om [tex]0\in Im(f)[/tex] blir det ikke riktig å konkludere med det du gjør her.
Emilga
Riemann
Riemann
Posts: 1552
Joined: 20/12-2006 19:21
Location: NTNU

EDIT: jeg tolket Im(f) som definisjonsmengden til f...
plutarco wrote:Er det ingen som får til denne?
Midt i eksamenstiden! :P

Er det ikke implisert i oppgaveteksten at 0 er med i definisjonsmengden til f?
plutarco wrote:f(x) [...] for alle x,y i [tex]\mathbb{R}[/tex]
Skal dette da tolkes som [tex]\forall x,y\in D_f \subseteq \mathbb{R}[/tex]?

Hvis sistnevnte, observerer vi av likningen at:
1. [tex]y\in D_f \Longrightarrow f(y)\in D_f[/tex]. Også at
2. [tex]\forall x,y\in D_f\; \Longrightarrow x-f(y)\in D_f[/tex].

Fra 1. har vi lov å sette [tex]x = f(y)\;\forall y \in D_f[/tex]. Fra 2. får vi da at [tex]f(y)-f(y) = 0 \in D_f[/tex]. Hurra!

Ser også at [tex]V_f = \{f(y) : y\in D_f\} \subseteq D_f[/tex].

Vi gjør som Hoksalon over: La [tex]x = f(y)[/tex]:

[tex]f(0) = f(x) + xf(x) +f(x) - 1 \;\forall x \in V_f \subseteq D_f[/tex].

Men siden den eneste verdien i definisjonsmengden vi vet om er 0, så prøver vi med x=0. Men har vi lov til dette, siden det da er snakk om å si at [tex]\exists y\in D_f[/tex] slik at [tex]f(y) = 0[/tex]? Her er jeg foreløpig stuck. :)
Gustav
Tyrann
Tyrann
Posts: 4563
Joined: 12/12-2008 12:44

Emomilol wrote:EDIT: jeg tolket Im(f) som definisjonsmengden til f...
plutarco wrote:Er det ingen som får til denne?
Midt i eksamenstiden! :P

Er det ikke implisert i oppgaveteksten at 0 er med i definisjonsmengden til f?
plutarco wrote:f(x) [...] for alle x,y i [tex]\mathbb{R}[/tex]
Skal dette da tolkes som [tex]\forall x,y\in D_f \subseteq \mathbb{R}[/tex]?
0 er med i definisjonsmengden, ja. Problemet var at det spesifikke uttrykket for f(x) som Hoksalon hadde kommet fram kun gjaldt på restriksjonen [tex]Im(f) \subseteq Def(f)[/tex]. Derfor kan man ikke bare sette x=0 i uttrykket når man skal finne a.
Fibonacci92
Abel
Abel
Posts: 665
Joined: 27/01-2007 22:55

For å beregne a:

[tex]f(x-f(y)) = f(f(y) + xf(y) + f(x) - 1[/tex]

Setter x = 0.

[tex]f(-f(y)) = f(f(y) + f(0) - 1[/tex]

Men [tex]f(f(y))[/tex] og[tex]f(-f(y))[/tex] kan evalueres siden [tex]f(y) \in Im(f)[/tex] og vi har at [tex]f(x) = \frac{-x^2+a+1}{2}[/tex] for alle [tex] x \in Im(f)[/tex]. Vi ser at [tex]f(f(y)) = f(-f(y))[/tex] og dermed at [tex]f(0) = 1[/tex]
Gustav
Tyrann
Tyrann
Posts: 4563
Joined: 12/12-2008 12:44

Problemet er at selv om f(y) er med i Im(f), så er ikke nødvendigvis -f(y) det. Tenk f.eks. på funksjonen f(x)=1 for alle x. [tex]-f(x)=-1\not\in Im(f)=\{1\}[/tex]
Fibonacci92
Abel
Abel
Posts: 665
Joined: 27/01-2007 22:55

Her er det mange feilantagelser ute og går ja!:)
Hoksalon
Ramanujan
Ramanujan
Posts: 265
Joined: 03/08-2010 22:12

Er det et fag/bok som tar for seg notasjonen som blir brukt her om funksjonalligninger? Alt er ganske nytt for meg. Selv om jeg har en liten forståelse av hva tegnene betyr, har jeg aldri benyttet de så hyppig som dere gjør her.
Gustav
Tyrann
Tyrann
Posts: 4563
Joined: 12/12-2008 12:44

Hoksalon wrote:Er det et fag/bok som tar for seg notasjonen som blir brukt her om funksjonalligninger? Alt er ganske nytt for meg. Selv om jeg har en liten forståelse av hva tegnene betyr, har jeg aldri benyttet de så hyppig som dere gjør her.
Det er vel i grunnen bare standard notasjon fra basic mengdelære. Det var ikke meningen å forvirre med unødvendig notasjon.

[tex]f:U\to V[/tex] betyr bare at funksjonen f har domene U og kodomene V

Im(f) er verdimengden til f

Def(f) er definisjonsmengden til f = domenet til f
Post Reply