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Encontrar la constante en un sistema de ecuaciones de funciones

Pregunta: Dejemos que $a \in \mathbb{R}$ . Encuentre todos los valores posibles de $a$ tal que existe una función $f: \mathbb{R} \to \mathbb{R}$ satisfaciendo $f(x + 2) = -f(x)$ y $f(x + 3) = f(x) + a$ para cualquier número real $x \in \mathbb{R}$ .

Mi solución (quizás equivocada) :

Comienza a enumerar algunos valores de $f(x)$ con $f(2) = -f(0)$ y $f(3) = f(0) + a$ .

$f(2) + f(3) = - f(0) + f(0) + a = a$ .

Del mismo modo, se puede escribir $f(1) = -(f(-1))$ y $f(2) = f(-1) + a$ .

Por lo tanto, $f(1) + f(2) = -(f(-1)) + f(-1) + a = a$ .

Así que, $f(1) + f(2) = f(2) + f(3) \Longrightarrow f(1) = f(3).$

Pero, según el problema, $f(x + 2) = -f(x) \Longrightarrow f(3) = -f(1)$ .

Desde $f(1) = f(3)$ y $f(1) = -f(3) \Longrightarrow f(1) = f(3) = 0.$

Haciendo pasos similares, descubrimos que $f(0) = f(2) = 0$ . Por lo tanto, $a = f(2) + f(3) = 0 + 0 = 0$ .

El único valor posible de $a$ es $\boxed{0}$ .

$\\$

Si estoy haciendo algo mal, ¿alguien puede explicarlo? Gracias de antemano.

(Gracias a las respuestas, ahora sé que sólo tengo que probar que $a = 0$ puede satisfacer una función válida :))

4voto

Hagen von Eitzen Puntos 171160

Su argumento está bien - hasta ahora.

Mientras buscaba necesario condiciones para $a$ pero podríamos concluir más sobre $f$ por el morking un poco más general: Tenemos $$ f(x+6)=-f(x+4)=f(x+2)=-f(x)$$ y $$ f(x+6)=f(x+3)+a=f(x)+2a$$ por lo que al igualar, $$-f(x)=f(x)+2a $$ que muestra que $f$ es necesariamente constante. Pero entonces $a=f(x+2)=-f(x)=-a$ muestra que de hecho $a$ es necesariamente $=0$ .

Lo que falta (¡y lo que también falta en su intento!), es demostrar que esto también es suficiente es decir, que para $a=0$ realmente existe tal función. Afortunadamente, este último paso no es difícil: todo lo que hay que comprobar es que para $a=0$ la función constante-cero cumple las ecuaciones funcionales.

3voto

rretzbach Puntos 116

Esto tiene sentido. He aquí un enfoque diferente que lleva al mismo lugar. Observe que utilizando la primera relación, $$ f(x+6) = -f(x+4) = f(x+2) = -f(x) $$ y utilizando la segunda relación, $$ f(x+6) = f(x+3)+a = f(x) + 2a, $$ por lo que tenemos $f(x)+2a = -f(x) \iff f(x) = -a$ Así que $f$ es constante.

Ahora de la primera relación, $$ -f(x) = f(x+2) = f(x) \iff f(x) = 0 \ \forall x \in \mathbb{R}. $$

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