任意の実数x,yに対してf(x+y)=f(x)+f(y)を満たす関数fを
考える。
fが x=0で連続であるなら,任意の実数において連続であることを示せ。
上記の問題のアドバイスを宜しくお願いします。
★希望★完全解答★
任意の実数x,yに対してf(x+y)=f(x)+f(y)を満たす関数fを
考える。
fが x=0で連続であるなら,任意の実数において連続であることを示せ。
上記の問題のアドバイスを宜しくお願いします。
★希望★完全解答★
こんにちは。ええと、連続の定義は分かっていますか?
f(x)がx=aで連続であるとは
「x→aの時、f(x)\(\vec{f}\)(a) であること」でした。
これは「h→0の時f(a+h)\(\vec{f}\)(a)」、、、、★
とも書けますね。
こちらの方が問題文に出てくる式に近そうなので、
任意のaに対して★が成り立つことを示す方針にします。
以下、解答です。
与えられた条件より、任意のa、hに対して
f(a+h)=f(a)+f(h)
また、条件「fがx=0で連続である」はつまり
h→0の時、f(h)\(\vec{f}\)(0) を意味する。
よってh→0の時、f(a+h)\(\vec{f}\)(a)+f(0)である。
ここで、条件「f(x+y)=f(x)+f(y)」に、x=y=0を代入すれば
f(0)=2f(0)となり、f(0)=0が分かる。
結局、
任意のaに対し、h→0の時、f(a+h)\(\vec{f}\)(a)+f(0)=f(a)
(証明終)

ご無沙汰しておりました
なかなか参加できない情況が続いております。
f(x+y)=f(x)+f(y)より
f(0+0)=f(0)+f(0)
f(0)=2f(0)となって
f(0)=0
f(x)がx=0で連続だから
lim(x→0)f(x)=f(0)=0・・・①
この条件のもとで
任意の実数aに対して
lim(x\(\vec{a}\))f(x)=f(a)となれば良い訳です。
t=x-aとすると
x=t+a
x→aのときt→0
従って
lim(t→0)f(t+a)
=lim(t→0){f(t)+f(a)}
=lim(t→0)f(t)+lim(t→0)f(a)
①より
lim(t→0)f(t)=f(0)=0
また
lim(t→0)f(a)=f(a)(※f(a)は定数なので、tの値に影響されない)
よって
lim(x\(\vec{a}\))f(x)=f(a)となり
fは任意の実数において連続であることが示されました。