第1章 · 第1-8-8题

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📝 题目

8.设 $f(x)$ 对任意实数 $x, y$ ,有 $f(x+y)=f(x)+f(y)$ ,且 $f(x)$ 在 $x=0$ 连续,证明:$f(x)$ 在 $\mathbf{R}$ 上连续.

💡 答案与解析

[AI解答]

[AI解答] 已知函数 $f(x)$ 满足对任意实数 $x, y$ 有 $$ f(x+y) = f(x) + f(y) $$ 且 $f(x)$ 在 $x=0$ 处连续。要证明 $f(x)$ 在 $\mathbf{R}$ 上连续。

**证明步骤:**

1. 由函数方程,令 $y = 0$,得 $$ f(x) = f(x) + f(0) \quad\Rightarrow\quad f(0) = 0. $$

2. 由连续性条件:$f$ 在 $x=0$ 连续,即 $$ \lim_{h \to 0} f(h) = f(0) = 0. $$

3. 对任意 $x_0 \in \mathbf{R}$,考虑增量 $h$,有 $$ f(x_0 + h) - f(x_0) = f(x_0) + f(h) - f(x_0) = f(h). $$ 这里用到了函数方程 $f(x_0+h) = f(x_0) + f(h)$。

4. 因此 $$ \lim_{h \to 0} \bigl[ f(x_0 + h) - f(x_0) \bigr] = \lim_{h \to 0} f(h) = 0. $$ 即 $$ \lim_{h \to 0} f(x_0 + h) = f(x_0). $$

5. 这说明 $f$ 在任意点 $x_0$ 处连续。由 $x_0$ 的任意性,$f$ 在 $\mathbf{R}$ 上连续。

证毕。

难度:★☆☆☆☆