Tìm tất cả các đa thức [TEX]P(x)[/TEX] thoả mãn điều kiện :
[TEX]P(x^{2006} + y^{2006})= [ P(x) ] ^{2006} + [ P(y) ] ^{2006}[/TEX]
với mọi số thực [TEX]x;y[/TEX]
Ta đặt [tex]n = 2006[/tex] thì ta có [tex]f\left( {x^n + y^n } \right) = \left( {f\left( x \right)} \right)^n + \left( {f\left( y \right)} \right)^n [/tex]
Thay [tex]x=y=0[/tex] suy ra [tex]f\left( 0 \right) = 2\left( {f\left( 0 \right)} \right)^n [/tex]
[tex] \Rightarrow \left[ \begin{array}{l} f\left( 0 \right) = 0 \\ f\left( 0 \right)^{n - 1} = \frac{1}{2} \\ \end{array} \right.[/tex]
Thay [tex]y=0[/tex] thì ta được [tex]f\left( {x^n } \right) = \left( {f\left( x \right)} \right)^n + \left( {f\left( 0 \right)} \right)^n [/tex]
Từ đó suy ra với [tex]x \ge 0[/tex] thì [tex]f\left( x \right) \ge 0[/tex]
Thay lần lượt [tex]x=y[/tex] và [tex]x=-y[/tex] thì ta suy ra [tex]f\left( x \right) = f\left( { - x} \right) \vee f\left( x \right) = - f\left( { - x} \right)[/tex] nên ta chỉ cần xét với [tex]x \ge 0[/tex].
Suy ra [tex]f\left( {x^n + y^n } \right) = \left( {f\left( x \right)} \right)^n + \left( {f\left( y \right)} \right)^n = f\left( {x^n } \right) - \left( {f\left( 0 \right)} \right)^n + f\left( {y^n } \right) - \left( {f\left( 0 \right)} \right)^n [/tex]
Đặt [tex]a = 2\left( {f\left( 0 \right)} \right)^n[/tex] thì ta thu được [tex]f\left( {x^n + y^n } \right) = f\left( {x^n } \right) + f\left( {y^n } \right) - a \Leftrightarrow f\left( {x^n + y^n } \right) - a = f\left( {x^n } \right) - a + f\left( {y^n } \right) - a[/tex]
Đặt [tex]g\left( x \right) = f\left( x \right) - a \Rightarrow g\left( {x^n + y^n } \right) = g\left( {x^n } \right) + g\left( {y^n } \right)[/tex]
Hay [tex]g\left( {x + y} \right) = g\left( x \right) + g\left( y \right)[/tex] với [tex]x,y \ge 0[/tex]
[tex] \Rightarrow g\left( x \right) = kx[/tex] [tex] \Rightarrow f\left( x \right) = g\left( x \right) + a = kx + a[/tex]
Thay trở lại điều kiện ban đầu: [tex]f\left( {x^n + y^n } \right) = \left( {f\left( x \right)} \right)^n + \left( {f\left( y \right)} \right)^n \Rightarrow k\left( {x^n + y^n } \right) + a = \left( {kx + a} \right)^n + \left( {ky + a} \right)^n [/tex]
[tex] \Rightarrow \left[ \begin{array}{l} k = 0 \Rightarrow a = 2a^n \\ a = 0 \Rightarrow k = k^n \\ \end{array} \right.[/tex]
Từ đó suy ra các giá trị của [tex]k,a[/tex]