IMO第二題思路

思路:題目說對任意x都存在唯一的y滿足式(1),先證明x=y。
若不然,由于y是唯一滿足式(1)的解,亦即在式(1)中將y替換成其它正實數(shù)則不成立。
我們將y替換成x得到xf(x)+xf(x)>2,
從而有f(x)>1/x,同理在式(1)中將x替換成y可得f(y)>1/y。
進而xf(y)+yf(x)>x/y+y/x>=2,與式(1)矛盾。
-------------------------------------------------------------------------------------------
在證明了y=x之后,代入式(1)得到xf(x)+xf(x)<=2,即對任意正實數(shù)x都有
f(x)<=1/x,記為式(2)。
下面證明f(x)=1/x,同樣用反證法。
假設(shè)存在x使得f(x)<1/x,亦即x<1/f(x),在式(1)中將y替換成1/f(x)得到
xf(1/f(x))+1>2,即f(1/f(x))>1/x。
但由式(2),f(1/f(x))<=f(x)<=1/x,與上面矛盾。
故不存在x使得f(x)<1/x,亦即對任意正實數(shù)x都有f(x)=1/x。
標簽: