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代表選考合宿 2021
問題 7

DIFFICULTY2
代表選考合宿 2021 問題7の日本語問題文

PROBLEM WORKSPACE

ヒント

PUBLIC
ヒント 1

f(f(y))=y2f(y)f(f(y))=y^2f(y) を示しましょう.

ヒント 2

任意の実数 y,zy,z に対して x2+xy2=z2x^2+xy^2=z^2 なる実数 xx が取れます.

略解

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x=y=0x=y=0 の代入から f(0)=0f(0)=0 がわかり,これと x=y2x=-y^2 の代入から f(f(y))=y2f(y)f(f(y))=y^2f(y) がわかる.ここで任意の実数 y,zy,z に対して x2+xy2=z2x^2+xy^2=z^2 なる実数 xx が取れ,与式から

f(y2+z2)=2z2f(y)+f(y2)+f(z2)f(y^2+z^2)=2z^2f(y)+f(y^2)+f(z^2)

が従う.y,zy,z を入れ替えた式と比較することで y2f(z)=z2f(y)y^2f(z)=z^2f(y) がわかるので,ある実数 cc が存在して f(x)=cx2f(x)=cx^2 である.実際に与式を満たすのは c=0,1c=0,1 のみなので求める関数 fff(x)=0,f(x)=x2f(x)=0,f(x)=x^222 つ.

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