2018 영국수학올림피아드 (BMO) 2라운드 4번문제

실수를 받아서 실수값을 주는 함수 $f$가 있다. 만일 모든 $x\le y$에 대하여 $f(x)\le f(y)$이고, 모든 실수 $z$에 대하여 $f^{2018}(z)$가 정수이면 그 함수 $f$를 흡수한다고 하자.

a) $f(x)$가 정수인 $x$가 유한개밖에 없는 흡수하는 함수가 존재하는가?

b) 어떤 $i$에 대하여 $x=a_i$일 때만 $f(x)$가 정수가 되는 적당한 실수의 증가 수열 $a_1\lt a_2\lt a_3\lt \cdots$가 있을 흡수하는 함수가 존재하는가?

여기서 양의 정수 $k$와 함수 $f$에 대하여 $f^k$는 함수 $f$를 $k$번 합성한 함수를 뜻한다. 예를 들어, $f^3(t)=f(f(f(t)))$이다.