与えられた等式 $f(x) = x + \int_0^2 f(t) dt$ を満たす関数 $f(x)$ を求める問題です。解析学積分方程式定積分関数2025/4/201. 問題の内容与えられた等式 f(x)=x+∫02f(t)dtf(x) = x + \int_0^2 f(t) dtf(x)=x+∫02f(t)dt を満たす関数 f(x)f(x)f(x) を求める問題です。2. 解き方の手順まず、定積分 ∫02f(t)dt\int_0^2 f(t) dt∫02f(t)dt は定数であることに注目します。この定数を AAA と置くと、A=∫02f(t)dtA = \int_0^2 f(t) dtA=∫02f(t)dtとなります。このとき、f(x)f(x)f(x) はf(x)=x+Af(x) = x + Af(x)=x+Aと表せます。次に、この f(x)f(x)f(x) を AAA の定義式に代入します。A=∫02f(t)dt=∫02(t+A)dtA = \int_0^2 f(t) dt = \int_0^2 (t+A) dtA=∫02f(t)dt=∫02(t+A)dt積分を実行すると、A=[12t2+At]02=(12(2)2+A(2))−(12(0)2+A(0))=2+2AA = [\frac{1}{2}t^2 + At]_0^2 = (\frac{1}{2}(2)^2 + A(2)) - (\frac{1}{2}(0)^2 + A(0)) = 2 + 2AA=[21t2+At]02=(21(2)2+A(2))−(21(0)2+A(0))=2+2Aよって、A=2+2AA = 2 + 2AA=2+2A より、 A=−2A = -2A=−2 となります。これを f(x)=x+Af(x) = x + Af(x)=x+A に代入すると、f(x)=x−2f(x) = x - 2f(x)=x−2となります。3. 最終的な答えf(x)=x−2f(x) = x - 2f(x)=x−2