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第5問

次の条件を満たす全ての関数 f:R→Rf:\mathbb R\to\mathbb R を求めよ。(1) ff は狭義単調増加、(2) f(x)+g(x)=2xf(x)+g(x)=2x が全ての実数 xx で成り立つ。ただし gg は ff の合成逆関数である。
ステップ 3/5: 逆関数について同様の式を得る
gn(x)−x=n(g(x)−x)=−n(f(x)−x)g_n(x)-x=n(g(x)-x)=-n(f(x)-x)
詳しい解説

逆関数 gg も狭義増加で、その逆関数は ff である。gg に同じ議論を適用すると gn(x)−x=n(g(x)−x)g_n(x)-x=n(g(x)-x)。元の式より g(x)−x=−(f(x)−x)g(x)-x=-(f(x)-x) だから、gn(x)−x=−n(f(x)−x)g_n(x)-x=-n(f(x)-x)。同じ式は任意の入力 xx に対して成り立つ。