函数方程方法大全

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1、函数方程函数方程的解是古老的分析问题之一。早在200多年前的1769年法国数学家、理学家达郎贝尔在论证力的合成时，就导出了函数方程：。法国数学家柯西给出了这个方程的解，并创造了一种非常美妙的解法，这种方法被后人称为柯西方法。许多数学家都曾对函数方程进行过研究，可是至今还没有完整的理论和解法。函数方程的问题对逻辑思维的发展起着重要作用，是学习数学和日常生活分析问题、解决问题的深化。随着函数方程的广泛应用，这类问题就经常出现在高考，奥林匹克竞赛，以及IMO等数学常见考试中，这也从客观上说明了函数方程这个问题极具研究价值，对它进

2、行研究能培养我们的创新意识。它的解法都各具特色，一些简单的函数方程，只需要以初等数学为工具便可解答，这类题目经常在数学竞赛中出现。因此，对函数方程的研究就显得非常有必要。在数学竞赛中经常遇到与函数方程有关的问题,关于这类问题,主要是直接求解某一给定的函数方程或根据实际问题列出函数方程后再求解其它延伸问题。求解这类题型是有一定难度的,这些困难同函数方程本身有关,因为暂时探索出解函数方程的方法还不全面,大量的函数方程至今仍未解出,而已解出的函数方程中的大多数需用高等数学方法求解,能运用初等方法求解的函数方程并不多，这里先介绍函

3、数方程的性质,然后介绍用初等方法解函数方程的方法.函数方程的求解策略函数方程即含有未知函数的等式叫做函数方程。例如：等，都是函数方程，其中是未知函数.如果函数在其定义域内的一切值均满足所给函数方程，那么称是该函数方程的解。函数方程的解是一个或几个，甚至无限多个函数。例如，上述第一个和第二个函数方程的解分别是一切偶函数，一切以T为周期的函数。寻求函数方程的解或证明函数方程无解的过程，叫做解函数方程。有关函数方程方面的题目大致可分为三类：（一）确定函数的表达式；（二）确定满足函数方程的函数的性质；（三）确定函数的值。函数方程的

4、代换解法换元法是将函数的“自变量”或某个关系式代之以一个新的变量（中间变量），然后找出函数对中间变量的关系，从而求出函数的表达式。是解函数方程的基本方法之一。对函数方程进行适当的变量代换，得到一个新的函数方程，从而来得到原方程的解。例已知，求解：令，则，于是，以代，得2.2解方程组法解方程组法是将函数方程的变量（或关系式）进行适当的变量代换（有时需要几次代换），得一个（或几个）新的函数方程，然后与原方程联立，解方程组中的未知函数，即可得出所求的函数方程的解。例设，且求.（第32届美国普特南数学竞赛题）解从原方程的形式可以看

5、出，作变量代换是有作用的，带入得，把这个式子中的改写成，得再令，代入得把换成，又得把，，联立，就可以看成是一个关于的三元一次方程组。+-解之，可得经验证这个函数满足原函数方程。例是定义在的实值函数，且，求.解：以代，得联立，得消去，得:此方法的特点已知满足某个等式，这个等式除是未知量外，还有其它未知量，如：，等，必须根据已知等式再构造其它等式组成方程组，通过解方程组求出。用此方法解题的关键是得出一个新元，将新元换为，然后和原方程联立求解，最后得出.这种方法无需进行过多的结构分析、对原来方程进行变形等。此方法虽和换元法有联系

6、，但解决问题的思路还是比较简单。[例4]解函数方程（17）解因原式中，把自变量x换为，于是就换为x.函数方程（17）化为（18）（17）乘以a，得（19）（18）－（19），得∴.从上例可以看出，代换法的基本思想是这样的：将函数中的自变量x适当地代换以别的自变量（在代换时应注意力求使函数的定义域不发生变化），得到一个新的函数方程.把新得到的这个函数方程与原有的函数方程联立，组成一个关于未知函数的代数方程组.再应用通常的消元法，解这个方程组，就求得了原函数方程的解.至于原来函数中的自变量x用什么东西代换才算是适当的，这就要看

7、所给的函数方程的具体特点了——这属于解题技巧问题.[例5]求函数f(x)，如果，（20）其中，n是奇数.解把x换以-x，由于n是奇数，就有.（21）从（20），（21）中消去，求得.因为n是奇数，可以把换成x，所以最后有.[例6]解函数方程.（22）解把(x-1)代之以x，那末（1-x）就代之以-x，而x就应代之以（1+x）；又如果把（x-1）代之以-x，那末（1-x）就代之以x，而x就应代之以（1-x）.分别代入原函数方程，就得解这个方程组，得知：（1）当时，；（2）当，而时，f(x)不存在；（3）当a=b，且c=0时，

8、f(x)是任何奇函数；（4）当a=-b是，且c=0时，f(x)是任何偶函数.[例7]解函数方程.（23）解依次作下列代换：就得到方程组（24）+（25）-（26），得.就是.记即得.有时候要把自变量代换成具体的数值才行.而当f(x)是定义在自然数上的函数时，往往要进行多次代换，才能求出这个函数.记住等差