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$\forall x\in\mathbb R$, $|x|\neq 1$ se sabe que $f\left(\frac{x-3}{x+1}\right)+f\left(\frac{3+x}{1-x}\right)=x$. Encontrar $f(x)$.

$\forall x\in\mathbb R$, $|x|\neq 1$ $$f\left(\frac{x-3}{x+1}\right)+f\left(\frac{3+x}{1-x}\right)=x$$Find $f(x)$.

Ahora lo que estoy buscando es una explicación de una solución a este problema. Realmente no he tenido ninguna experiencia con tales ecuaciones.


La solución:

Deje $t=\frac{x-3}{x+1}$. A continuación, $$f(t)+f\left(\frac{t-3}{t+1}\right)=\frac{3+t}{1-t}$$

Ahora vamos a $t=\frac{3+x}{1-x}$. A continuación, $$f\left(\frac{3+t}{1-t}\right)+f(t)=\frac{t-3}{t+1}$$

Agregar las dos igualdades: $$\frac{8t}{1-t^2}=2f(t)+f\left(\frac{t-3}{t+1}\right)+f\left(\frac{3+t}{1-t}\right)=2f(t)+t$$

Por lo tanto la respuesta es $$f(x)=\frac{4x}{1-x^2}-\frac{x}{2}$$


Esto es claro para mí. Por ejemplo, ¿cómo podemos asignar un valor diferente para la misma variable? ¿Alguien entiende esto? Agradecería cualquier ayuda.

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CodingBytes Puntos 102

No sé cómo se les ocurrió esta solución; pero es correcto.

Mira la primera línea: Para todos, pero un número finito de $t$ el número de $x:={3+t\over 1-t}$ es admisible, y uno ha ${3+x\over 1-x}={t-3\over t+1}$${x-3\over x+1}=t$. Desde su funcional de la ecuación es verdadera para todos, pero un número finito de $x$ se sigue que $$f(t)+f\left(\frac{t-3}{t+1}\right)=\frac{3+t}{1-t}\tag{1}$$ es cierto para todos, pero un número finito de $t$. De manera similar, la ecuación $$f\left(\frac{3+t}{1-t}\right)+f(t)=\frac{t-3}{t+1}\tag{2}$$ es cierto para todos, pero un número finito de $t$.

En $(1)$ $(2)$ podemos escribir tan bien $x$ en lugar de $t$. La adición de estas ecuaciones (con $t$ reemplazado por $x$) y la comparación con el original de la funcional de la ecuación ahora podemos decir que $$2f(x)+x={8x\over 1-x^2}$$ para todos, pero un número finito de $x$. De ello se sigue que $$f(x)=\frac{4x}{1-x^2}-\frac{x}{2}\tag{3}$$ para todos, pero, finalmente, muchos de los $x$.

Pero no ha terminado aún: sólo Nos han demostrado que cualquier solución a la original funcional de la ecuación es de la forma $(3)$ para la mayoría de las $x$. Ahora tenemos que comprobar si $(3)$ es realmente una solución. Esta es una simple verificación de que puedo salir.

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Frederic Gaudet Puntos 81

Esta es una manera de pensar acerca de ello:

Para cualquier $t ≠ \pm 1$ puede escribir $t$ $t = \tfrac{x-3}{x+1}$ o $t = \tfrac{3+x}{1-x}$ si se establece $x = \tfrac{3+t}{1-t}$ o $x = \tfrac{t-3}{t+1}$ respectivamente (lo que significa que $z ↦ \tfrac{z-3}{z+1}$ $z ↦ \tfrac{3+z}{1-z}$ son realmente involutons funciones inversas en $ℝ \setminus \{\pm 1\}$). En su solución, el $x$'s de las dos fracciones son realmente diferentes, el $t$ permanece el mismo.

Así que usted puede traducir su solución

Deje $t ≠ \pm 1$.

Escribir $t = \tfrac{x_1-3}{x_1+1}$ ($x_1$ existe), a continuación, $f(t) + …$

Escribir $t = \tfrac{3+x_2}{x_2-1}$ ($x_2$ existe), a continuación, $f(\tfrac{3+t}{1-t}) + …$

Las conclusiones aún son verdaderas porque el funcional ecuaciones siguen siendo válidos para el $x_i$'s se utiliza para escribir $t$ (usted tiene que comprobar que no se $\pm 1$, aunque). A continuación, puede agregar igualdades sin contradicción.


También, vale la pena mencionar que la transformación de Möbius $$g \colon ℝ \setminus \{\pm 1\} → ℝ \setminus \{\pm 1\},\, x ↦ \tfrac{x - 3}{x + 1}$$ en realidad tiene orden de $3$ $g^3 = \operatorname{id}$ o $g^2 = g^{-1}$ donde $g^{-1}$ es realmente dado por $g^{-1} (x) = \tfrac{3 + x}{1 - x}$. Por lo $g$ $g^{-1}$ corresponden a las fracciones que se examina. Entonces se puede pensar de esa manera:

Es dado: $$f∘g + f∘g^{-1} = \operatorname{id}$$ Pero luego, desde el $g$ orden $3$, usted tiene. \begin{align*} (f + f∘g)∘g &= f∘g + f∘g^2 &=& \operatorname{id}&, \quad \text{and}\\ (f∘g^{-1} + f)∘g^{-1} &= f∘g^{-2} + f∘g^{-1} &=& \operatorname{id}& \end{align*} Y así, multiplicando con $g$ o $g^{-1}$ desde el derecho que tiene: $$f + f∘g = g^{-1}, \quad \text{and} \quad f∘g^{-1} + f = g$$ Y así, mediante la adición de esas y utilizando la ecuación funcional de nuevo: $$g + g^{-1} = (f + f∘g) + (f∘g^{-1} + f) = 2f + \operatorname{id},$$ a partir de la cual se puede derivar el resultado de la $f = \frac{g + g^{-1} - \operatorname{id}}{2}$.

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camickr Puntos 137095

Es un poco confuso, pero si buscas qué $t$ celebrar cada una de las igualdades, comienza a tener sentido.

Tenga en cuenta que si $x\ne-1$ y $t_0\ne1$ y $t_0=\frac{x-3}{x+1}\Longleftrightarrow(x+1)t_0=x-3\Longleftrightarrow t_0+3=x(1-t_0)\Longleftrightarrow x=\frac{3+t_0}{1-t_0}$

Así que la primera igualdad sostiene para todas las $t_0\in\mathbb R\setminus\{1\}$.

Del mismo modo si $x\ne1$ y $t_1\ne-1$ y $t_1=\frac{3+x}{1-x}\Longleftrightarrow(1-x)t_1=3+x\Longleftrightarrow t_1-3=x(1+t_1)\Longleftrightarrow x=\frac{t_1-3}{t_1+1}$

Así que la segunda igualdad sostiene para todas las $t_1\in\mathbb R\setminus\{-1\}$.

Ahora para cualquier $x\in\mathbb R$, $|x|\ne1$ sabemos que $$f(x)+f\left(\frac{x-3}{x+1}\right)=\frac{3+x}{1-x}$$ by the first equation, substituting $x $ for $ t_0$ and $$f\left(\frac{3+x}{1-x}\right)+f(x)=\frac{x-3}{x+1}$$ by the second equation, substituting $x $ for $ t_1$.

Ahora agregar para obtener la solución.

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Mahdi Dolati Puntos 33

t es un nombre simbólico para la variable, puede cambiar el nombre de $x-3\over x+1$ $3+x \over 1-x$ a y y z y luego cambiar el nombre de la z y la y en las ecuaciones para t...

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Shanes927 Puntos 1

Ya que funciona para todos los $x$que significa que el $t$ % tiene que tomar todos los valores del dominio, ya que t será igual a todos los valores, tanto $$\frac{x-3}{x+1},\frac{x+3}{1-x}$ $ tendrá todos esos values.so básicamente $f(t)$ en primera será igual a la $f(t)$ en otro, o usted puede tomar que por ejemplo $$a=\frac{x-3}{x+1},b=\frac{x+3}{1-x}$$

y por ejemplo $f(a)=7a$ y $f(b)=7b$ tan solo cambiar la letra b en un it será la misma ecuación

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