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0348132人目の素数さん
2016/03/06(日) 02:52:47.70ID:ofLNN+oe条件1にy=0を代入して、f(g(x))=g(f(0)+x) (∀x∈R) となる … (1)
条件1にx=0を代入して、g(f(y))=f(g(0)+y) (∀y∈R) となる … (2)
a∈Rを任意に取り、(2)にy=g(a)を代入して g(f(g(a)))=f(g(0)+g(a)) となる … (3)
さらに、条件1に x=a, y=g(0) を代入して、f(g(a)+g(0))=g(f(g(0))+a) となる。
これと(3)から、g(f(g(a)))=g(f(g(0))+a) となる … (4)
また、(1)より f(g(a))=g(f(0)+a) だから、両辺に g を施して g(f(g(a)))=g(g(f(0)+a)) である。
これと(4)から、g(g(f(0)+a))=g(f(g(0))+a) となる。
よって、条件2により、g(f(0)+a)=f(g(0))+a となる …(5)
a∈Rは任意だったから、任意のaで(5)が成り立つ。
x∈Rを任意に取り、a=x−f(0)を(5)に代入して、g(x)=x−f(0)+f(g(0)) となる。
これが任意のxで成り立つ。β=−f(0)+f(g(0)) と置けば、βは定数であり、g(x)=x+β (x∈R) となる。
これを条件1に代入して、f(x+β+y)=f(y)+x+β (∀x,y∈R) となる。特にy=−βとして、
f(x)=x+β+f(−β) (∀x∈R) となる。α=β+f(−β)と置けば、αは定数であり、
f(x)=x+α (∀x∈R) となる。
逆に、定数α,β∈Rを任意に取って f(x)=x+α, g(x)=x+β (∀x∈R) と置くと、
条件1と条件2がともに成立することが分かる。以上より、定数α,β∈Rを任意に取ったときの
f(x)=x+α, g(x)=x+β (∀x∈R) という関数のみが求める関数の組である。
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