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番外 · 题谱 · 2016 · P4

2016 USAMO 第 4 题

函数方程 · P1/P4 · 起手题

题面据 USAMO 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。

USAMO 2016 P4 functional-equations

Find all functions f:RRf:\mathbb{R}\rightarrow \mathbb{R} such that for all real numbers xx and yy,

$$

(f(x)+xy)\cdot f(x-3y)+(f(y)+xy)\cdot f(3x-y)=(f(x+y))^2.

$$

找到所有函数 f:RRf:\mathbb{R}\rightarrow \mathbb{R} 使得对于所有实数 xxyy

(f(x)+xy)f(x3y)+(f(y)+xy)f(3xy)=(f(x+y))2(f(x)+xy)\cdot f(x-3y)+(f(y)+xy)\cdot f(3x-y)=(f(x+y))^2。

提示 1

先代入 0、1、相等变量或会让一边简化的值。

提示 2

检查方程是否强迫单调、周期、单射、满射或常值。

提示 3

把递推链闭合,最后回代验证所有解。

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。2016 年 USAMO P4 可先归入函数方程: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?