An Olympiad Problem from Poland 🇵🇱

แชร์
ฝัง
  • เผยแพร่เมื่อ 17 ม.ค. 2025

ความคิดเห็น • 58

  • @krishnanadityan2017
    @krishnanadityan2017 6 หลายเดือนก่อน +26

    After all the arguments, we prove that f(x)=0

    • @SyberMath
      @SyberMath  6 หลายเดือนก่อน

      😮😜

    • @GirishManjunathMusic
      @GirishManjunathMusic 6 หลายเดือนก่อน +3

      f(x + y) - f(x - y) = f(x)f(y)
      Setting y = 0, x is free:
      f(x) - f(x) = f(x)f(0)
      either f(x) = 0 for all x, or f(0) = 0.
      setting x = 0, y is free:
      f(y) - f(-y) = f(0)f(y)
      ∴ f(-y) = f(y)
      setting y = -y, x is free:
      f(x - y) - f(x + y) = f(x)f(-y)
      ∴ f(x + y) = f(x - y)
      ∴f(x)f(y) = 0 for all f(x),f(y)
      setting x = y:
      f(2y) - f(0) = f²(y) but we know that f²(y) = 0 for all y
      ∴ f(2y) = f(0) for all 2y, and as f(0) = 0; f(y) is a constant function = 0.

  • @s1ng23m4n
    @s1ng23m4n 6 หลายเดือนก่อน +39

    Replace y with -y and with given eqn we will get a system:
    { f(x+y) - f(x-y) = f(x)f(y)
    { f(x-y) - f(x+y) = f(x)f(-y)
    Sum these eqns:
    0 = f(x)(f(y) + f(-y))
    Suppose f(x) = 0 then its done.
    Suppose f(y) + f(-y) = 0 then f(y) - odd function, stop what? But we already prove that f(x) is even(at 4:11) ))) So f(x) and even and odd function. What function it can be? Right, f(x) = 0.

  • @ChristopherEvenstar
    @ChristopherEvenstar 6 หลายเดือนก่อน

    I was able to follow the steps. It went great! I love watching the functional equation videos. I feel like my brain gets more flexible. Thanks!

    • @SyberMath
      @SyberMath  6 หลายเดือนก่อน

      My pleasure!

  • @MahB-g1f
    @MahB-g1f 5 หลายเดือนก่อน

    Awesome 👍👍

  • @cicik57
    @cicik57 6 หลายเดือนก่อน +7

    - substitute 0,0 : f(0) - f(0) = f²(0) => f(0) = 0
    - substitute 0,n:f(n) -f(-n) = f(0)f(n) =0 so f(n) = -f(n), so f is symmetrical
    - substitute x = a+b, y = a-b:
    f(a) * f(b) = f(2x) - f(2y) = f(b+a)(b-a) (because f is symmetrical) = f(2y) - f(2x) so
    2f(2x) = 2f(2y) or f is constant, but we figured out above that f = 0
    - answer: f(anything) = 0

  • @grchauvet
    @grchauvet 6 หลายเดือนก่อน +1

    I hoped there was a non-trivial solution for some other field - e.g. one of characteristic 2, but the proof is even quicker: For any x, we have 0 = f(0)-f(0) = f(x+x)-f(x-x) = f(x)^2, and hence f(x) = 0.

  • @Cow.cool.
    @Cow.cool. 6 หลายเดือนก่อน +1

    i found that f(x) was zero but kept trying because i thought there was another solution. Its like a math rickroll

  • @plmira
    @plmira 5 หลายเดือนก่อน +1

    Could you please say, how one would know that the answer satisfies the condition...Thank you😊

    • @SyberMath
      @SyberMath  5 หลายเดือนก่อน +1

      You can use substitution to check if I understood correctly

    • @plmira
      @plmira 5 หลายเดือนก่อน +1

      Thank you

  • @majora4
    @majora4 6 หลายเดือนก่อน +1

    I finished up from step 4 in a slightly different way.
    • -f(2x) = f(x) * f(-x)
    • -f(2x) = f(-x) * f(-x) from step 2
    • -f(2x) = [f(-x)]^2
    • -f(2x) = f(-2x) from step 3
    Previously we deduced that f(x) is even, and we just now deduced f(x) is odd too. The only function that's both even and odd at the same time is f(x) = 0.

  • @scottleung9587
    @scottleung9587 6 หลายเดือนก่อน +3

    Nice!

    • @SyberMath
      @SyberMath  6 หลายเดือนก่อน +3

      Thanks!

  • @davidsousaRJ
    @davidsousaRJ 6 หลายเดือนก่อน

    If we substitute y = 0 and keep x we get f(x) = 0 as a solution since the beginning. But then we have to keep trying other substitutions until we verify no other solutions are possible.

    • @michaelfaccone5811
      @michaelfaccone5811 6 หลายเดือนก่อน

      Maybe I don't get how you're doing this. If I substitute y=0 leaving x free, I get f(x)-f(x)=f(x)*f(0), which simplifies to 0=0, not f(x)=0.

    • @davidsousaRJ
      @davidsousaRJ 6 หลายเดือนก่อน

      @@michaelfaccone5811 you get 0 = f(x)*f(0), therefore, either f(x) = 0 or f(0) = 0. I did not know that f(0) = 0 yet, this was the first substitution I have made.

  • @orchestra2603
    @orchestra2603 6 หลายเดือนก่อน +3

    Beautiful👍 I did it in a bit different way though. I figured out that f(0)=0, but missed out on the even/odd function argument
    However, I noticed that if we put y=∆x and ∆x->0, then in the limit the LHS gives 2∆x*f'(x) and the RHS gives f(x)*f'(0)*∆x, because f(dx)=f(0+dx)=f(0)+f'(0)dx=f'(0)dx. This all of course rests on the assumption that this limit exists, and f is differentiable at x.
    Then, we have 2 f'(x) = f(x)*f'(0). The solution of this ODE is f(x) = f(0)*exp(f'(0)*x/2). But because f(0)=0, then f(x) = 0 for all x.

    • @SyberMath
      @SyberMath  6 หลายเดือนก่อน

      Great job!

  • @mrmaths-f7r
    @mrmaths-f7r 6 วันที่ผ่านมา

    Good one

    • @SyberMath
      @SyberMath  3 วันที่ผ่านมา

      Thanks

  • @piotrsz1359
    @piotrsz1359 6 หลายเดือนก่อน +10

    Polska Górą 🇵🇱🇵🇱🇵🇱🇵🇱🇵🇱🇵🇱

    • @roman_roman_roman
      @roman_roman_roman 6 หลายเดือนก่อน

      Bobr kurwa!!!11

    • @AW-dt8ct
      @AW-dt8ct 6 หลายเดือนก่อน

      Bolzga gurom

  • @dominikwolski2274
    @dominikwolski2274 6 หลายเดือนก่อน +16

    it's Poland, not Polland

    • @Marcus-y1m
      @Marcus-y1m 6 หลายเดือนก่อน +10

      You right , But your correction wasn't that needed.

    • @SyberMath
      @SyberMath  6 หลายเดือนก่อน +4

      That’s right!

    • @jadali4150
      @jadali4150 6 หลายเดือนก่อน +2

      L or double l ....not that important

    • @rob876
      @rob876 6 หลายเดือนก่อน +3

      @@jadali4150 You're probably not from Holland.

    • @jadali4150
      @jadali4150 6 หลายเดือนก่อน +2

      Maybe from hell

  • @waldenherz9944
    @waldenherz9944 6 หลายเดือนก่อน

    I feel betrayed😅

  • @paulortega5317
    @paulortega5317 5 หลายเดือนก่อน

    So close. If it had only been f(x+y) + f(x-y) = f(x)*f(y).

  • @neuralwarp
    @neuralwarp 6 หลายเดือนก่อน +1

    What if f(x,y) = dy/dx ?

    • @SilviuBurceaDev
      @SilviuBurceaDev 6 หลายเดือนก่อน +6

      It's a function in one variable, not two.

  • @phill3986
    @phill3986 6 หลายเดือนก่อน +1

    😊😊😊👍👍👍

  • @kengo3967
    @kengo3967 4 หลายเดือนก่อน

    f(0)=0
    (f(x+h)-f(x-h))/(2h) = f(x)/2 * f(h)/h
    h -> 0
    f’(x) = f(x)/2 * (f(h) - 0)/(h - 0) = f(x)/2 * (f(0 + h) - f(0))/(h - 0) = f(x)/2 * f’(0)
    But when x = 0
    f’(0) = f(0)/2 * f’(0) = 0 because f(0) = 0
    f’(x) = 0
    ==> f(x) = 0

  • @tontonbeber4555
    @tontonbeber4555 6 หลายเดือนก่อน +1

    f(x+y)-f(x-y) = f(x)f(y)
    (a) y=0 => f(x)-f(x) = 0 = f(x)f(0)
    => f(x)=0 or f(y)=0 the second in inside the first, so f(0)=0
    (b) x=0 => f(y)-f(-y) = f(0)f(y) = 0 => f(y)=f(-y)
    (c) y=x => f(2x)-f(0) = f(2x)=f(x)²
    (d) y=-x => f(0)-f(2x) = -f(2x) = f(x)f(-x) = (b) f(x)²
    (c,d) => f(2x)=-f(2x) => f(2x)=0 and so f(x)=0 forall x

  • @anotherelvis
    @anotherelvis 4 หลายเดือนก่อน

    f(x)*f(0)=f(x+0)-f(x-0)=0 => f(0)=0
    f(0+y)-f(0-y)=f(y)*f(0)=0 => f(y)=f(-y)
    f(x+x)-f(x-x)=f(x)*f(x) => f(2x)+0=f(x)^2
    f(x-x)-f(x-(-x))=f(x)*f(-x) => -f(2x)-0=f(x)*(-f(x))= f(x)^2
    So
    f(2x)=f(x)^2-f(2x) => f(2x)=0

  • @leonidfedyakov366
    @leonidfedyakov366 6 หลายเดือนก่อน

    This video should be shortened to 2 minutes. Too many words.

    • @SyberMath
      @SyberMath  6 หลายเดือนก่อน

      Why?

    • @leonidfedyakov366
      @leonidfedyakov366 6 หลายเดือนก่อน

      @@SyberMath слишком детские объяснения. Кто такие видео смотрит, и так быстро всё уловит. Тем более те, кто функциональные уравнения такие решает. Я хоть и закончил Прикладную математику в МАИ, но отродясь такие уравнения не решал. Большая часть рассуждений кажется излишний, слишком много слов от (f(0))^2=0 до вывода f(0)=0, например, или о пользе сохранения предыдущих записей. 10 с половиной минут - слишком много для такой задачи.

    • @moonwatcher2001
      @moonwatcher2001 6 หลายเดือนก่อน +1

      ​​​@@SyberMath the length is right as it is. Actually, it is impossible to satisfy everybody: there's always somebody complaining about some particular point. These people complaining about length can use fast forward to skip details. But people at not that high level in maths will like your explanations. Congrats for your channel, It is great!

    • @SyberMath
      @SyberMath  5 หลายเดือนก่อน

      @@moonwatcher2001 Thank you! 😍

  • @andypandy6063
    @andypandy6063 6 หลายเดือนก่อน +1

    What a useless function that is always zero.. :D

    • @SyberMath
      @SyberMath  6 หลายเดือนก่อน

      Exactly! 😀

  • @alextang4688
    @alextang4688 6 หลายเดือนก่อน +4

    f(x+y)-f(x-y)=f(x)*f(y)
    Put x=x, y=0
    f(x)-f(x)=f(x)*f(0)
    f(0)*f(x)=0
    Therefore f(0)=0 or f(x)=0
    In short f(x)=0 answer. 😋😋😋😋😋😋

    • @AltAaltonnov
      @AltAaltonnov 6 หลายเดือนก่อน +1

      But we can show that f(0) = 0, so at that point f(x) can still be anything... As you say it's or not and.

  • @DutchMathematician
    @DutchMathematician 6 หลายเดือนก่อน

    The way I solved it.
    In such questions it is often beneficial to insert x=0, y=0 (or both), as well as x=y and/or x=-y.
    I proceeded as follows.
    Fill in x=0 and y=0. This gives:
    f(0)-f(0)=0=f(0)*f(0)
    Hence f(0)=0.
    Substituting x=y, we get (for arbitrary x):
    f(2*x)-f(0)=f(x)*f(x)
    or:
    f(2*x)=f(x)*f(x)
    This means that f(2*x) is the product of two identical real numbers, hence f(2*x) is non-negative. Since x was arbitrary, we can conclude that f(2*x) is non-negative for all x and hence the same holds for f(x).
    Now substitute y=-x in the general equation. We get:
    f(0)-f(2*x)=f(x)*f(-x)
    or (since f(0)=0):
    -f(2*x)=f(x)*f(-x)
    Since we've concluded that f(x)≥0 for every x, this only can mean that f(x)=0 for every x.

  • @dominiquelarchey-wendling5829
    @dominiquelarchey-wendling5829 6 หลายเดือนก่อน +1

    f(x+y)-f(x-y) = f(x)f(y)
    x,y := 0 gives f(0)-f(0) = f(0)f(0), hence f(0)² = 0. Thus f(0) = 0
    x := 0 gives f(y)-f(-y) = f(0)f(y) = 0. Hence f(y) = f(-y) for any y.
    y := -y gives f(x-y)-f(x+y) = f(x)f(-y) = f(x)f(y) for any x,y
    Thus we have for any x,y we have
    f(x+y)-f(x-y) = f(x)f(y)
    f(x-y)-f(x+y) = f(x)f(y)
    adding both gives
    0 = 2f(x)f(y) hence f(x)f(y) = 0 for any x,y
    Hence with y := x, we get f(x)² = 0, thus f(x) = 0 for any x

  • @박봉추-i7n
    @박봉추-i7n 6 หลายเดือนก่อน +1

    2fy