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番外 · 题谱 · 2012 · P5

2012 IMO Shortlist A5

代数 · P2/P5 · 中段题

题面据 IMO Shortlist 可核档案整理;中文题意为本站自译,公式请以原始来源为准。

IMO Shortlist 2012 A5 algebra

Find all functions f:RRf: \mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R} that satisfy the conditions f(1+xy)f(x+y)=f(x)f(y) for all x,yRf(1+x y)-f(x+y)=f(x) f(y) \quad \text { for all } x, y \in \mathbb{R} and f(1)0f(-1) \neq 0.

查找满足条件 f(1+xy)f(x+y)=f(x)f(y) 对于所有 x,yRf(1+x y)-f(x+y)=f(x) f(y) \quad \text { 对于所有 } x, y \in \mathbb{R}f(1)0f(-1) \neq 0 的所有函数 f:RRf: \mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R}

提示 1

先把题面里的关系改写成一个干净的代数对象。

提示 2

寻找不变量、对称式或一个可以降次数的替换。

提示 3

最后用判别式、因式分解、单调性或构造把所有可能排完。

完整解答

这页先给题面、题型和提示阶梯,完整证明留给读者逐步展开。2012 年 IMO Shortlist A5 可先归入代数:第一步把题设翻成对象、条件、目标三行;第二步沿提示寻找不变量、标准构型或关键变形;第三步补齐边界情形,并回到题目原要求核对。

这题适合先独立想一轮再打开提示。不要急着搜索完整解答,先问自己:题面里最硬的限制是哪一句?