質問<2256>
「「微分」」
日付 2005/3/29
質問者 にゃ


f(x)がxの整数で、任意の実数xに対して
関係式f(2x)=2xf`(x)を満たす時、f(x)を求めよ。
任意の実数というのもよく分からないので、
説明して頂けたら嬉しいです。

★希望★完全解答★

お便り
日付 2005/4/3
回答者 下野哲史


「任意の実数xに対して成り立つ」とは
「どんな実数xに対しても成り立つ」ということ。
等式においてこれが言えるのは恒等式、つまり左辺と右辺が全く同じ式である
ときということになります。

「xの整数」は「xの整式」という間違いであると仮定して(笑)

f(x) の最高次数を n とおくと
 f(x)=a\(x^{n}\)+…
 f'(x)=nax^(n-1)+…
f(2x)=2xf`(x)より
 \(2^{n}\)×a\(x^{n}\) + …=2na\(x^{n}\) +…
となるから、これが恒等式であるためには
 \(2^{n}\)×a=2na
両辺を a で割って
 \(2^{n}\)=2n …♪
y=\(2^{x}\) と y=2x のグラフを考えれば、
2つは x=1 で接するため
この方程式♪を満たす n は n=1 のみである。
よって、f(x) は1次式であるから
 f(x)=ax+b
とおく。
f(2x)=2xf`(x)より
 2ax+b=2ax
よって、b=0
             答え f(x)=ax

こんな感じでしょうか?

解答者が混乱するので問題は間違えない方がいいですよ。