上海 常文武
大家平日里解函数方程的题,常感无从下手.要想拨开迷雾,必须认清关键条件!那就是如标题所言,“牵牛要牵牛鼻子”.
来看一道题目:
显然第二个条件内涵更丰富.它虽然只是一个等式,但是可以一当十.因为只要取一些特殊的x,y 值代入它,就能得到函数在一些点上的特殊值.
可是取什么值呢?
一定要取到与第一个条件有关的值.让我们试试x=-1,y=0.效果不错啊,我们得到了
你会问,这一对特殊值怎么想到的啊?
无非是联系到第一个已知条件以及在第二个条件中,等式右边取y=0时会归于统一.
当然也可取其他途径.比如你也可能这么算:令x=y=0,得到4f(0)2=2f(0).约去一个f(0)就得到同一个答案不过可得当心,万一约去的是个0呢?所以稳妥起见还是采用前一个方法.
现在让我们来扩大战果吧.
如果只令x=0,会怎样呢?这次我们得到f(y)=f(-y).哈哈,原来这是个偶函数啊!则有f(1)=f(-1)=
仍然会有人问,为何想到令x=0呢?
其实这个想法也是很自然的,因为f(0)经过探索已知其值了嘛!
有了以上的摸索成果,我们可以向目标发起猛攻了!
如何能找到f(-2019)的值呢?
首先利用奇偶性,f(-2019)=f(2019).接下来大概递推可以奏效吧?取y=-1,得到f(x)=f(x+1)+f(x-1).这可以转化为一个递推式:f(x)-f(x-1)=f(x+1).也就是说,前两项的差等于第三项.这样的话,我们总算看到了希望.满足以上递推式的f(x)在整格点上是个周期的数列:a,b,b-a,-a,-b,a-b,a,b,b-a,-a,-b,a-b,a,…,它的周期为6.所求的f(2019)=f(3)=-f(0)=
勤于思考的你又会问,怎么想到用递推来解题呢?
其实第二个条件中x+y和x-y都是在x的基础上平移了y.提示我们将y 取为-1来得出一个递推式.
问题解完了,可是我们仍然不知道函数f(x)的真面目.好奇的你也许还会问,这个f(x)可有解析式?
我们想到了数值模拟.请看上图,把一系列的f(n)在Excel中画出直方图,发现很像是余弦函数的图象.于是令f(x)=Acosωx,将f(0)=,周期T=6代入得:f(x)=
验证一下题设的两个条件,第一个显然对了.第二个条件:左边=右边.哈哈哈!我们貌似猜出了这个函数的庐山真面目!不过是否还有其他表现形式呢?我们还是不敢打包票,留给读者继续探索吧!
综上所述,我们发现尝试对问题进行求解的过程充满了艰辛.运气好的时候,我们可以势如破竹地前进.运气不好的时候,也就只能屡败屡试下去了.只有当你顺利牵到了题目的“牛鼻子”,题目才能迎刃而解.