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第1题

设 Z\mathbb{Z} 为整数集合。求所有函数 f ⁣:Z→Zf\colon\mathbb{Z}\to\mathbb{Z},使得对一切整数 aa、bb,都有 f(2a)+2f(b)=f(f(a+b)).f(2a) + 2f(b) = f(f(a + b)).
第 7/7 步:得出分类结论
通俗地说

剩下的两种情形恰好就是最开始验证满足方程的那两族解。

f≡0orf(x)=2x+c  for some fixed c∈Zf\equiv 0\qquad\text{or}\qquad f(x)=2x+c\ \text{ for some fixed }c\in\mathbb{Z}
详细分析

k 等于 0 且 c 等于 0 的情形给出恒等于 0 的常数函数 f。k 等于 2 的情形给出 f(x) 等于 2x 加上一个任意固定的整数 c。由于这两族解已经在开头验证满足原函数方程,而上面的论证表明不存在其他满足条件的函数,所以这些正是全部解。