设函数f(x)在[0,+∞)上有二阶连续导数,且对任意x>=0有f''(x)>=k,其中k>0,为一常数,f(0)

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/04/29 00:52:57
设函数f(x)在[0,+∞)上有二阶连续导数,且对任意x>=0有f''(x)>=k,其中k>0,为一常数,f(0)

设函数f(x)在[0,+∞)上有二阶连续导数,且对任意x>=0有f''(x)>=k,其中k>0,为一常数,f(0)
设函数f(x)在[0,+∞)上有二阶连续导数,且对任意x>=0有f''(x)>=k,其中k>0,为一常数,f(0)

设函数f(x)在[0,+∞)上有二阶连续导数,且对任意x>=0有f''(x)>=k,其中k>0,为一常数,f(0)
证明:对任意的t>=0,有f''(t)>=k>0,两边对t从0积分到x(x>0),得到变上限积分
x
f'(x)-f'(0)≥∫ kdt=kx,于是,对于任意的x>0有f'(x)≥kx+f'(0)成立.
0
也即,对于任意的s>0有f'(s)≥ks+f'(0)成立.两边在对s从0积分到x(x>0),得到变上限积分
x
f(x)-f(0)≥∫ ks+f'(0)=1/2*kx^2+f'(0)*x
0
于是,对于任意的x>0有f(x)≥1/2*kx^2+f'(0)*x+f(0)成立.
当x->+∞时,1/2*kx^2>0且为比f'(0)*x+f(0)更高阶的∞,于是此时有f(x)->+∞.因f(0)0,满足f(x0)=0.也即f(x)在(0,+∞)上必有零点.
现证其唯一性.不妨设除正根x0>0满足f(x0)=0,还有一正根x1>x0>0也满足f(x1)=0.于是根据中值定理,必存在x0