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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / A5 · algebra

2018 IMO Shortlist A5

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 2018 A5 algebra

Determine all functions f:(0,)Rf:(0, \infty) \rightarrow \mathbb{R} satisfying (x+1x)f(y)=f(xy)+f(yx)\left(x+\frac{1}{x}\right) f(y)=f(x y)+f\left(\frac{y}{x}\right) for all x,y>0x, y>0. (South Korea)

确定所有函数 f:(0,)Rf:(0, \infty) \rightarrow \mathbb{R} 满足 (x+1x)f(y)=f(xy)+f(yx)\left(x+\frac{1}{x}\right) f(y)=f(x y)+f\left(\frac{y}{x}\right) 对于所有 x,y>0x, y>0。 (韩国)

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。2018 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?