加性函式方程(additive functional equation)是一類最簡單的函式方程,所謂加性函式方程,是指形如f(x+y)=f(x)+f(y)的方程。
基本介紹
- 中文名:加性函式方程
- 外文名:additive functional equation
- 所屬學科:數學
- 形式:形如f(x+y)=f(x)+f(y)的方程
- 相關概念:一般加法定理
基本介紹,一般加法定理,
基本介紹
形如
的加性函式方程,柯西(A.-L.Cauchy)證明了方程(1)的連續解只有(是常數),即使只要求在某點連續,在該點鄰域有界或可測,也只有解。但在非可測函式類中,哈默爾(G.K.W.Hamel)和勒貝格(H.L.Lebesgue)證明了除外還有無窮多個解。另一方面,奧斯特羅格拉茨基(М.В.Остроградский)證明了,如果方程(1)的解在一個正測度集合上不取兩個相異值之間的值,則必是連續的。以上結論可以推廣到n個變數的情形。方程(1)的變形方程是
如果存在使得,則恆為零。因此假定,取即可看出,令,則方程(2)可化為方程(1)。因此,方程(2)的連續解只有。再考慮方程
如果存在使得,則,因此,假定時。對於,令,於是方程(3)就化為方程(2),又在方程(3)中取得到,所以,於是方程(3)的連續解是或。
一般加法定理
一般加法定理(general addition theorem)是刻畫一種特殊方程存在連續的非零解特徵的一個定理,一般加法定理如下:如果方程
在中存在連續的非常數解,那么必是嚴格單調函式,而是關於的嚴格單調遞增連續函式,且,還存在一個,使得,而且關於中的任意的,成立恆等式
反之,如果是具有這些性質的函式,則(4)式存在在上連續的非常數解,而且若是這樣的一個解,則就給出了其他的解,如果還是連續可微的,則就是微分方程
在初始條件f(0)=a下所得到的解。