後半は、先日#721(富山大‐医学部入試)の動画と同様の考察をします。後半は大学レベルの数学になりますので、ご承知おき下さい。
実数体Rを有理数体Q上の線形空間とみたとき、無限次元になります。例えばQ上すべての2次体を添加した体だけでも無限次元になってしまいます。また超越数なども非可算個あり、それらはどれを1つ添加しても無限次元になります。一般に環R上の自由加群は(一般に無限濃度の)基底が存在することが知られています。Q上の有理関数体程度ならばっ無限個の基底は面倒ですがわかりますが、一般にはどのようにとるかはわかりません。(この場合、基底の存在証明には選択公理を用います。堀田著:群と加群を参照)
追記2)すっかり忘れていましたが、東北大学のAO入試の過去問とほぼ同じです。こちらも合わせてご覧下さい。
#700 東北大理学部数学系AO入試解説 コーシーの関数方程式を解く
1点での連続性などを仮定すれば、本問題は両辺のlogをとる(g(x)=g(x/2)×g(x/2)で正値関数、または恒等的に0のどちらか)ことで、東北大のコーシーの方程式の形に帰着させて、題意が証明できます。
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