Mathematics
มัธยมปลาย

(1)解説読んでも全然理解できないです。
できるだけ詳しくお願いします🙇🏻‍♀️

重要 例題 203 関数方程式を満たす多項式の決定 00000 xの多項式f(x) が常に(x-3)f'(x)=2f(x)-6を満たし, f(0) = 0 であるとす る。 大京東 (f(x)は何次の多項式であるか。 (2) f(x) を求めよ。 Datast この 重要 21, 基本 200 325

คำตอบ

※ポイントは、「xの恒等式(f(x)=0)」⇔「すべての係数=0」を用いること。
これを知らないと解けないです(直接積分しても解けますが、、、後述)

問題文からすると、f(x)は多項式だよ!と言っているので、
f(x)=a(n)・x^n+a(n-1)・x^n+・・・(n次の多項式、nは不明、a(k):k次の係数)とおくと
f'(x)=n・a(n)・x^(n-1)+(n-1)・a(n-1)・x^(n-2)+・・・
(x-3)・f'(x)=2f(x)-6(恒等式)に代入すると、x^nの係数は(n-2)・x^nになっています。
どんな、xでも(x-3)・f'(x)=2f(x)-6が成り立っているということは、すべての係数が0になるはずです。
なので、x^nの係数も0 ⇒ (n-2)=0 ⇒ n=2となります。(解答の解説と同じだったら、ごめんない)

直接計算することもできます。(計算過程・記載は雑ですが)
式を変形すると、df(x)/(f(x)-3)=2・dx/(x-3)
積分すると、log(f(x)-3)=2・log(x-3) +C、f(x)=C’・(x-3)^2 +3
f(0)=0なので、f(x)=-1/3・(x-3)^2 +3 …こんな答えかな?

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