Gönderen Konu: Tübitak Lise 2. Aşama 2024 Soru 5  (Okunma sayısı 1473 defa)

Çevrimdışı matematikolimpiyati

  • Geo-Maniac
  • ********
  • İleti: 1.642
  • Karma: +8/-0
Tübitak Lise 2. Aşama 2024 Soru 5
« : Aralık 24, 2024, 12:33:17 ös »
Her $x,y,z \in \mathbb R^+$ için
$$\left \{ \dfrac{f(x)}{f(y)} \right \} + \left \{ \dfrac{f(y)}{f(z)} \right \} + \left \{ \dfrac{f(z)}{f(x)} \right \} = \left \{ \dfrac{x}{y} \right \} + \left \{ \dfrac{y}{z} \right \} + \left \{ \dfrac{z}{x} \right \}$$
denklemini sağlayan tüm $f : \mathbb R^+ \to \mathbb R^+$ fonksiyonlarını bulunuz.

Not. Bir $x$ gerçel sayısı için, $\lfloor x \rfloor$ sayısı $x$'in tam değeri olmak üzere, $\{x\}=x-\lfloor x \rfloor$ olarak tanımlanıyor: $\{2.7\}=0.7$ ve $\{4\}=0$.

Çevrimdışı Metin Can Aydemir

  • G.O Genel Moderator
  • Geo-Maniac
  • ********
  • İleti: 1.503
  • Karma: +15/-0
Ynt: Tübitak Lise 2. Aşama 2024 Soru 5
« Yanıtla #1 : Aralık 24, 2024, 03:15:36 ös »
$n$ bir pozitif tamsayı olmak üzere $z=nx$ alalım. $$\left \{ \dfrac{f(x)}{f(y)} \right \} + \left \{ \dfrac{f(y)}{f(nx)} \right \} + \left \{ \dfrac{f(nx)}{f(x)} \right \} = \left \{ \dfrac{x}{y} \right \} + \left \{ \dfrac{y}{nx} \right \}$$ elde edilir. Her $\varepsilon>0$ için $n>\frac{y}{\varepsilon x}$ seçerek $\frac{y}{nx}<\varepsilon$ yapabiliriz. Dolayısıyla, her $\varepsilon>0$ için öyle bir $N\geq 1$ vardır ki $$n\geq N\implies \left \{ \dfrac{f(x)}{f(y)} \right \} + \left \{ \dfrac{f(y)}{f(nx)} \right \} + \left \{ \dfrac{f(nx)}{f(x)} \right \} = \left \{ \dfrac{x}{y} \right \} + \left \{ \dfrac{y}{nx} \right \}<\left \{ \dfrac{x}{y} \right \}+\varepsilon$$ $$\implies \left \{ \dfrac{f(x)}{f(y)} \right \}-\left \{ \dfrac{x}{y} \right \}<\varepsilon.$$ Bu eşitsizlik her $\varepsilon$ için doğru olduğundan $\left \{ \dfrac{f(x)}{f(y)} \right \}-\left \{ \dfrac{x}{y} \right \}\leq 0$ olmalıdır. Benzer şekilde $(y,z)$ ve $(x,z)$ için de aynı eşitsizlikleri elde edebiliriz. Ana eşitlik bu eşitsizliklerin toplamının eşitlik halidir. Yani $\left \{ \dfrac{f(x)}{f(y)} \right \}=\left \{ \dfrac{x}{y}\right\}$ olmalıdır. $\frac{f(x)}{f(1)}=g(x)$ olarak tanımlarsak ve bulduğumuz eşitlikte $y=1$ koyarsak, $\{g(x)\}=\{x\}$, yani $g(x)-x\in\mathbb{Z}$ elde edilir. $y$'yi tamsayı seçelim. $m,k\in\mathbb{Z}$ için $g(x)=x+k$ ve $g(y)=y+m$ dersek, $$\left\{\frac{g(x)}{g(y)}\right\}=\left\{\frac{x+k}{y+m}\right\}=\left\{\frac{x}{y}\right\}\implies \frac{x+k}{y+m}-\frac{x}{y}\in\mathbb{Z}$$ bulunur. $$\frac{x+k}{y+m}-\frac{x}{y}=\frac{y(x+k)-x(y+m)}{y(y+m)}=\frac{ky-xm}{y(y+m)}\in\mathbb{Z}\implies xm\in\mathbb{Z}\implies m=0$$ elde edilir. Bu durumda da $$\frac{x+k}{y}-\frac{x}{y}=\frac{k}{y}\in\mathbb{Z}\implies k=0$$ bulunur. Yani her $x$ için $g(x)=x$'dir. Yerine koyarsak $f(x)=f(1)x=cx$ bulunur. Her $c>0$ için de verilen eşitlik sağlanır.
« Son Düzenleme: Aralık 29, 2024, 08:59:28 ös Gönderen: geo »
Gerçek hikayeler aslında söylenmeyenlerdir.

Çevrimdışı diktendik

  • G.O Bağımlı Üye
  • *****
  • İleti: 137
  • Karma: +0/-0
Ynt: Tübitak Lise 2. Aşama 2024 Soru 5
« Yanıtla #2 : Ocak 11, 2025, 09:54:35 ös »
Koşulun sağlanması için $\{\frac{f(x)}{f(y)}\}=\{\frac{x}{y}\}$ olması gerektiği yukarıdaki şekilde ispatlansın. Şimdi $a$ bir tamsayı olmak üzere $x=ay$ alırsak $\frac{f(ay)}{f(y)}$ ifadesinin tamsayı olduğunu, $y=ay$ ve $x=y$ alırsak $\{\frac{f(y)}{f(ay)}\}=\frac{1}{a}$ olduğunu anlarız. Bu durumda her $a$ tamsayısı için $f(ay)=af(y)$ olur. Şimdi ilk denklemde $x$'i tamsayı alırsak $\{\frac{x}{y}\}=\{\frac{f(1)x}{f(y)}\}$ bulunur. $\frac{f(y)}{f(1)}=k$ olmak üzere $\{\frac{x}{k}\}=\{\frac{x}{y}\}$ olur. $x$ keyfî bir tamsayı olduğundan hem $k$ hem $y$ sayısından büyük veya ufak seçilebilir. Bu durumda $y=k$ olur ve $f(y)=f(1)y$ bulunur. Sonuç olarak $c$ bir pozitif reel sayı olmak üzere $f(x)=cx$ olmalıdır.
« Son Düzenleme: Ocak 25, 2025, 06:37:30 ös Gönderen: geo »

 


Sitemap 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 
SimplePortal 2.3.3 © 2008-2010, SimplePortal