Tìm tất cả các hàm số thỏa mãn
Tìm tất cả các hàm số thỏa mãn
Đáp án chính thức: Tự luận
Hướng dẫn giải chi tiết
Lời giải.
Kí hiệu là mệnh đề .
Từ suy ra . Thay , , ta được , nên .
Trước hết, xét . Khi đó . Từ , ta có
Từ đó ta suy ra được là đơn ánh.
Với , xét với . Khi đó , do đó .
Suy ra . Vì đơn ánh nên , tức là với mọi .
Mặt khác, cho nên . Vậy với mọi .
Tiếp theo, xét . Giả sử . Lấy trừ , ta được .
Vì thế nếu thì .
Từ suy ra . Do đó, với mỗi , nếu thì , nên theo nhận xét trên thì . Vậy với mọi .
Nếu thì cho với mọi . Nếu tồn tại sao cho , thì , suy ra , vô lý. Do đó .
Nếu , giả sử tồn tại sao cho . Từ suy ra
Vì với mọi , ta có .
- Nếu thì , vô nghiệm.
- Nếu thì , suy ra , mâu thuẫn.
Vậy không tồn tại sao cho , nên với mọi .
Thử lại, cả ba hàm , và đều thỏa mãn và đây là các nghiệm hàm cần tìm.
Nhận xét. Ta cũng có thể giải bài toán trên khi đổi từ thành . Bài toán: Tìm tất cả các hàm số thỏa mãn với mọi .
Kí hiệu là mệnh đề .
Từ suy ra . Thay , , ta được , nên .
Trước hết, xét . Khi đó . Từ , ta có
Từ đó ta suy ra được là đơn ánh.
Với , xét với . Khi đó , do đó .
Suy ra . Vì đơn ánh nên , tức là với mọi .
Mặt khác, cho nên . Vậy với mọi .
Tiếp theo, xét . Giả sử . Lấy trừ , ta được .
Vì thế nếu thì .
Từ suy ra . Do đó, với mỗi , nếu thì , nên theo nhận xét trên thì . Vậy với mọi .
Nếu thì cho với mọi . Nếu tồn tại sao cho , thì , suy ra , vô lý. Do đó .
Nếu , giả sử tồn tại sao cho . Từ suy ra
Vì với mọi , ta có .
- Nếu thì , vô nghiệm.
- Nếu thì , suy ra , mâu thuẫn.
Vậy không tồn tại sao cho , nên với mọi .
Thử lại, cả ba hàm , và đều thỏa mãn và đây là các nghiệm hàm cần tìm.
Nhận xét. Ta cũng có thể giải bài toán trên khi đổi từ thành . Bài toán: Tìm tất cả các hàm số thỏa mãn với mọi .