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第2問

S={2,3,4,…}S=\{2,3,4,\ldots\} を 22 以上の整数全体とする。a,b∈Sa,b\in S かつ a≠ba\ne b のとき常に f(a)f(b)=f(a2b2)f(a)f(b)=f(a^2b^2) を満たす関数 f:S→Sf:S\to S は存在するか。
ステップ 2/4: 比を定数にする
f(a2)f(a)=f(b2)f(b)=k>0,f(ab)=f(a)f(b)k\frac{f(a^2)}{f(a)}=\frac{f(b^2)}{f(b)}=k>0,\qquad f(ab)=\frac{f(a)f(b)}k
詳しい解説

最初の関係は平方との比が入力によらないことを示すので k と置く。平方の関係を元の条件に代入すると、a,b が異なるとき第二の恒等式を得る。