這是一道數學分析證明題:

有界函數 [公式] 二階可導且滿足 [公式] 。證明 [公式] 是常值函數。


利用反證法。設若 [公式] 則必存在不同的 [公式] 滿足 [公式] 這裡,不妨設 [公式] 以及 [公式] 進而由題設條件 [公式] 蘊含的函數凸性(convex)可以推得,對任意的 [公式] 都成立著

[公式] 也就是

[公式] 現命其中 [公式] 則將有 [公式] 這與題設的 [公式] 有界性矛盾,於是推翻反設,命題得證。


題目有問題吧,比如f(x)=x^2,然後二階導數是2,恆正,但不是常數。


This is not difficult:

https://proofwiki.org/wiki/Differentiable_Bounded_Concave_Real_Function_is_Constant?

proofwiki.org


由 f(x)≥0 得 f(x) 不遞降

設 f(x1)&>0 則對任意 x&>x1 有 f(x)≥f(x1)+(x-x1)f(x1) 趨近於 +∞

設 f(x2)&<0 則對任意 x&

上兩式均與 f(x) 有界矛盾 故 f(x)=0 f(x) 為常函數


看不懂?

y=x^4,

f『=12x2&>=0,

但X^4不是常數函數啊!


給一個積分的回答吧


直接證明:二階導數非負說明一階導數單調增(不減),又因為原來的函數有界且單調,所以在正無窮處和負無窮的導函數極限必然是0。又因為導函數單調增,所以根據極限保號性,導函數大於等於0,且小於等於0,根據夾逼準則導函數必須是0,推出原函數是一個常數函數。(我不是專業 ,看看就好,我的教材上說的單調增相當於單調不減,不知道別人的教材咋敘述的)


寫的比較急,應該看的清吧。

這種題目在凹凸函數(數學分析)哪裡有很多,不過更多的是以極值來考察的。


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