已知f x 在內二階可導且有界,求證 存在a使fa

2022-12-21 23:26:09 字數 975 閱讀 4076

1樓:匿名使用者

f(x)在(-∞,+∞)內二階可導且有界

既然f(x)在(-∞,+∞)內二階可導且有界

則可設其下、上確界為。m,m可知m>m,且均為有限實數。

令n為足夠大的正數,則有,lim(x趨近於+∞)[f(x)-f(n)]/(x-n)>=lim(x趨近於+∞)[m-m]/(x-n)

且lim(x趨近於+∞)[f(x)-f(n)]/(x-n)<=lim(x趨近於+∞)[m-m]/(x-n)

所以,當x趨近於+∞時,總存在一個θ滿足n<θ<+∞時,lim(θ趨近於+∞)f'(θ)=0

令p為一足夠小的負數,有,lim(x趨近於-∞)[f(p)-f(x)]/(p-x)

同理可得,總存在一個ρ滿足p>ρ>-∞,使得lim(ρ趨近於-∞)f'(ρ)=0

由於對任意區間[ρ,θ],總存在a∈[ρ,θ],使得f"(a)=(f'(ρ)-f'(θ))/(ρ-θ)

所以,當ρ趨近於-∞且θ趨近於+∞時,

有f"(a)=limρ(趨近於-∞且θ趨近於+∞)(f'(ρ)-f'(θ))/(ρ-θ)

=*limρ(趨近於-∞且θ趨近於+∞)1/(ρ-θ)

=0由於,[ρ,θ]在ρ趨近於-∞且θ趨近於+∞時是集合(-∞,+∞)

所以,存在a∈(-∞,+∞),使f"(a)=0。

把f'(θ)=0換成lim(θ趨近於+∞)f'(θ)=0就可以了。

2樓:匿名使用者

如果不存在x∈(-∞,+∞),使f 』』(x)=0,則f 』』(x)不變號,不妨設對任意f 』』(x)>0,則f 』(x)是單調增加的,由lagrange中值定理得

f (x)= f (x0)+f 』(c)(x-x0),其中x0是(-∞,+∞)任意一點,x0 f (x0)+f 』(x0)(x-x0)

當x→+∞, f (x0)+f 』(x0)(x-x0)→+∞, f (x)→+∞,

這與f(x)有界性矛盾,故存在a,使f 』』(a)=0.

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