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关于函数方程中由$f(xf(0)+f(x))=f(0)+x$推导$f$为满射的逻辑疑问

关于函数方程中由$f(xf(0)+f(x))=f(0)+x$推导$f$为满射的逻辑疑问

嗨,我来帮你捋明白这个推导的逻辑哈!

首先得回忆下满射的定义:如果对于函数$f$值域里的任意一个元素$y$,都能在定义域里找到至少一个元素$z$,使得$f(z)=y$,那$f$就是满射。

现在看给定的函数方程:
$$f(xf(0)+f(x))=f(0)+x$$

我们可以把目光放在方程的右边:$f(0)+x$。这里的$x$是可以取遍定义域内所有值的(通常这类函数方程默认定义域是全体实数),那$f(0)+x$自然也能取到所有实数——换句话说,任意一个实数$y$,都能写成$f(0)+x$的形式(只需要让$x=y-f(0)$就行)。

那对应到方程左边,当$x=y-f(0)$时,左边的自变量就是$xf(0)+f(x)=(y-f(0))f(0)+f(y-f(0))$,我们把这个自变量记作$z$。这时候根据方程,$f(z)=f(0)+x=y$。

你看,不管$y$是哪个实数,我们都能找到对应的$z$,让$f(z)=y$,这不就完全符合满射的定义了嘛!

简单总结下:方程右边可以覆盖所有实数,而右边的值是$f$作用在某个元素上的结果,这就说明所有实数都在$f$的值域里,所以$f$是满射。

备注:内容来源于stack exchange,提问作者Cool Gamer

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