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第5問

非負実数全体から非負実数全体への全射関数 ff で、すべての非負実数 x,yx,y に対して f(xf(y))f(y)=f(x+y)f(xf(y))f(y)=f(x+y) を満たし、f(2)=0f(2)=0、かつすべての 0≤x<20\le x<2 で f(x)≠0f(x)\ne0 となるものをすべて求めよ。
ステップ 4/5: 2未満での f を決める
ざっくり言うと

したがって下界は 22 未満のすべての点で達成される。

f(y)=22−y(0≤y<2)f(y)=\frac{2}{2-y}\quad(0\le y<2)
詳しい解説

ステップ2の下界とステップ3で厳密不等号が排除されたことから、すべての 0≤y<20\le y<2 で f(y)=22−yf(y)=\frac{2}{2-y} となる。