或る種の関数方程式について(第:3報)
中 田
道 孝
本報では/(X十y)== f(.X)十/(夕)十Xyなる関数方程式 の解を求めて見よう。
f( lx) 一一 f(x) 一一 1f(x)十 Ox2
∫(2x)一f(x+x)一f(x)+/(x)+x2−2/(x)+lx2 ノ「(3x)謂f(2x十x)==f(2x)十ノてx)十2x2=3〆『(x)十3x2 そうして一般に任意、の自然数nに対して
f(nx)一・nf(・)・牲一階な・・とは数理帰納法で
証明される。
/(0)一/(0十〇)一∫(0)+∫(0)十〇2より/(0)=== O
即ちf(ox)一・/ω+0烽P)x2
又O一・f(0)一f{x十(一x)}一/(x)十f(一x)一x2より f(一X)一一f(x)十x2
さて一般にf(一nx)== 一f(ηκ)十n2x2=一nf(x)
一蹴一1)x・ +n2x2
一一nf(・)・=n(ヂー1)x2が云
えるから,
m(m−1)x2 任意の整数魏に対して,fてmx)一m/(X)+
2 となる。
・綱+恢U一1)♂イ(鱗)イ(考め 一・f(号の+n(㌻1)等ノ
一一・nf(m 7. X)+M2(缶ユ)xz
・・て・∫(饗)・==m/ω・{選一1)一竺劉ノ
=mf(x)+2Z!Y(::x212−M−n)x2
m ,n 誓傷一1)
. .f(i Fx)一=i f(x)+一LL UE一一L .2
これより任意の有理tw rに対して
f(r・)一・・rf(・)+「(7評瑚な・.
iAl連続関数である解を求めることfi
αが無理数のとき,αに収束する有理数列振}をとれ
ば,f・・。X)一砿・)・. ィ一1)厩から,・(纏連,
続性を仮定すれば
/(・槻聡撫か胤{r・・f(x)・幣一1)x2}
一=af(x)+AI(Ell一!tLct−1)x2
よって任意の実数aに対して
f( a(a−1ax) 一= af(x) + 2)x2
−i.N, r.一 ..v. ruN, a(a−1)
×12 プ(a)=ノ(ax⊥)一・axノ〈〇十
2
=. 一zL2 +{f(i)一g}.
プ(・)一告イ・おけば/ω一端。・とな・.
X2 よってf(め=2
÷Cxが求める解となる。
国連続関数でない解を求めること。
例によって有理基底Eをとる。(この方法については,
津山工専紀要Vo1.1, No.3「或る種の関数方程式につい て」参照)。
E∋yαに対してf(α)=一 Pを全く勝手に選ぶ。
但しEの少なく共,二つの元α。,α。 に対して
撃≒卓・な・様に…・.
そうして,任意の実数X・=r、α、+r、α,+……+r・。an VC対 して,
・(・・、茎1砕与・・都定義す・。
このとき他のy=・S1α、+S、α、+……+Snα・nに対して,
/(・)、亀・・(β寄)イで
f(x+・)煮(・什・の(β・一穿・・(彗ツ)2
一{暫・( at2×3t− 2)・誓}
・{ttt、S・(β・一与・・妾}切
=・f(x)十f(ツ)十xンで解となる。
この様にして求めたf(X)が連続と仮定すれば,絵』によ
・,綱一争。・とな・,鋸争。偽,鮭写・
Ccro
一73一
津山高専紀要(第2巻 第1号)
よって
る。
角与醒写
ao aol 一一bとなり.仮定に反す
よってf(X)は絶対に連続にはならない。
参 考 文 献 中田道孝「或る種の関数方程式について」
津山工専紀要Vol.1, N()t 3.
(昭和43年10月1日提出)
一74一