質問<3703>2008/4/8
from=小豆
「関数」


     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★

お便り2008/4/21
from=平 昭


 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)→f(a) であること」でした。
これは「h→0の時f(a+h)→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)→f(0)      を意味する。

よってh→0の時、f(a+h)→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)→f(a)+f(0)=f(a)
(証明終)


お便り2008/4/22
from=UnderBird





お便り2008/4/22
from=wakky


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→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→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。