|f✀(x)|≤M|f(x)|,f(0)=0,求证f(x)恒等于0

2025-02-22 21:28:40
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回答1:

M=0时显然成立,下面考虑M>0的情况
先证明一个命题:对于满足 f(x)在(-∞,+∞)上可微,且|f'(x)|≤M|f(x)|的f(x),若f(a)=0,则在[a-1/(2M),a+1/(2M)]上,f(x)≡0
f(x)在[a-1/(2M),a+1/(2M)]上有最大最小值,故|f(x)|在[a-1/(2M),a+1/(2M)]上有最大值,设最大值为A≥0,|f(c)|=A
A=|f(c)|=|f(a)+f'(ξ)(c-a)|=|f'(ξ)||c-a|≤M|f(ξ)||c-a|≤M×A×1/(2M)=A/2 (其中ξ在a和c之间)
所以A=0,知道在[a-1/(2M),a+1/(2M)]上,f(x)≡0。
由已知f(0)=0,所以[-1/(2M),1/(2M)]上,f(x)≡0
拓展:[-1/M,1/M]上,f(x)≡0
再拓展:[-3/(2M),3/(2M)]上,f(x)≡0
慢慢地拓展到全部实数域上。

回答2:

将b转为以x,建立辅助函数:F ( x ) = ∫ f(t) d t - M/2 * ( x -a )² (上限是x,下限是a)
F(a)=0,连续两次求导利用已知条件判断F(x)大于0就得证