Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 99 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
99
Dung lượng
654,28 KB
Nội dung
2.5. Các ứng dụng của đạo hàm 293
2.5.31.
Vì
f
0
(x)=Ă
x
n
n!
e
Ăx
nên ta suy ra nó chỉ bằng 0 tại g ốc toạ độ, hơn
nữa nếu
n
chẵn thì
f
0
(x) < 0
với
x 6=0
,dođótrongtrờng hợp này
f
không
có cực trị. Mặt khác n ếu
n
lẻ thì
f
0
(x) > 0
khi
x<0
và
f
0
(x) < 0
với
x>0
nên với các giá trị
n
lẻ ta có
f(0) = 1
là cực đại của
f
.
2.5.32.
Đạo hàm
f
0
(x)=(m + n)x
mĂ1
(1 Ă x)
nĂ1
Ă
m
m+n
Ă n
Â
bằng 0 tại duy
nhất
x
0
=0
khi
m>1
,tại
x
1
=1
khi
n>1
và t ại
x
2
=
m
m+n
.Tadễdàngthử
rằng
f(x
2
)=
m
m
n
n
(n+m)
m+n
chính là cực đại địa phơng của
f
, hơn nữa nếu
m
lẻ
thì
f(x
0
)=0
là cực tiểu địa phơng của
f
. Mặt khác nế u
m
lẻ thì 0 không
là cực trị của
f
.Hoàntoàntơng tự ta c ó khi
n
chẵn,
f(x
1
)=0
là cực tiểu
địa phơng của
f
và khi
n
lẻ thì
x
1
không thể là điểm cực trị của
f
.
2.5.33.
Từ bài trên ta có
f
đạt cực đại
f(x)=
m
m
n
n
(m+n)
m+n
tại điểm
x
thoả mn
phơng trình
sin
2
x =
m
m + n
:
2.5.34.
Với
x 6=0; 1
ta có
f
0
(x)=
1
9
Â
1
3
Ă x
3
p
x
2
(1 Ă x)
:
Vậy
f
0
(x)=0
tại
x =
1
3
:
Hơn nữa
f
0
(x) > 0
khi
x 2
Ă
0;
1
3
Â
và
f
0
(x) < 0
khi
x 2
Ă
1
3
; 1
Â
,dođó
f
Ă
1
3
Â
=
3
p
4
3
là cực đại địa phơng của
f
.Hàm
f
không khả
vi tại 0 và 1. Bên cạnh đó do
f(x) > 0
với
x 2 (0; 1)
và
f(x) < 0
với
x<0
nên
f
không đạt cực trị tại 0, nhng
f(1) = 0
là cực tiểu địa phơng của
f
,
vì
f(x) > 0=f(1)
với
x>1
và với
x 2 (0; 1):
Hình vẽ
2.5.35.
Ta có
f
0
(x)=arcsinx
, suy ra điểm cực trị chính là nghiệm của
f
,vì
f(0) = 1
và
f(Ă1) = f(1) =
ẳ
2
nên
ẳ
2
là giá trị cực đại và 1 là giá trị cực tiểu
của
f
trên
[Ă1; 1]
.
294 Chơng 2. Vi phân
2.5.36.
Với
x>1
ta có
f
0
(x) < 0
,suyra
f(x) <f(1) =
3
2
.Với
x 2 (0; 1)
ta có
f
0
Ă
1
2
Â
=0
,
f
0
(x) < 0
nếu
x 2
Ă
0;
1
2
Â
và
f
0
(x) > 0
với
x 2
Ă
1
2
; 1
Â
,vậy
f
Ă
1
2
Â
=
4
3
là cực tiểu địa phơng của
f
.Với
x<0
đạo hàm
f
0
dơng, suy ra
3
2
= f(0) >f(x)
.
Vậy giá trị cực đại của
f
là
f(0) = f(1) =
3
2
. Mặt khác vì
lim
x!1
f(x)=
lim
x!Ă1
f(x)=0
và
f(x) > 0
với mọi
x 2 R
nên cận trên đúng của
fR)
là 0,
nhng hàm
f
không có cực tiểu trên
R
.
2.5.37.
(a) Giá trị cực đại của hàm
x 7! xe
Ăx
,
x á 0
là
f(1) =
1
e
,vậy
1
n
n
X
k=1
a
k
e
Ăa
k
1
n
 n Â
1
e
=
1
e
:
(b) Nh (a) ta chỉ cần tìm giá trị cực đại của hàm
x 7! x
2
e
Ăx
;xá 0:
(c) Nếu một tro ng các hệ số
a
k
=0
thì ta suy ra ngay bất đẳng thức cần
chứng minh, giả sử
a
k
> 0
với mọi
k
, lấy logarít hai vế ta đợc bất đẳng
thức tơng đơng
1
n
n
X
k=1
ln a
k
Ă
a
k
3
ln 3 Ă 1:
Và ta đi tìm giá trị cực đại của hàm
x 7! ln x Ă
x
3
;x>0:
2.5.38.
Ta có
f
0
(x0=
(
1
x
2
e
Ă1=jxj
p
2+sin
1
p
x
sgn x Ă cos
1
x
với
x 6=0;
0
với
x =0:
2.5. Các ứng dụng của đạo hàm 295
Vì
sin
1
x
Đ cos
1
x
p
2
nên
f
0
(x) á 0
với
x>0
và
f
0
(x) 0
với
x<0
, vậy không tồn tại cực trị địa
phơng của
f
tại các điểm
x 6=0
, hơn nữa
0=f(0)
là giá trị cực tiểu của
f
vì
f(x) >f(0) = 0
với
x 6=0
.
2.5.39.
Chú ý rằng
f(x) >f(0) = 0
với
x 6=0
, thêm nữa
f
0
(x0=
(
x
2
Ă
8x +4x sin
1
x
Ă cos
1
x
Â
với
x 6=0;
0
với
x =0:
Từ đó suy ra nếu
n 2 Znf0; 1g
thì
f
0
à
1
2nẳ
ả
=
1
4n
2
ẳ
2
à
4
nẳ
Ă 1
ả
< 0;
và nếu
n 2 ZnfĂ1g
thì
f
0
à
1
(2n +1)ẳ
ả
=
1
(2n +1)
2
ẳ
2
à
8
(2n +1)ẳ
+1
ả
> 0:
2.5.40.
Chú ý rằng
sinh x>0
và
tanh x>0
với
x>0
nên bất đẳng thức
sinh x
p
sinh
2
x +cosh
2
x
< tanh x
đợc viết lại thành
1
p
sinh
2
x +cosh
2
x
<
1
cosh x
:
Dễ d àng chứng minh đợc bất đẳng thức này. Các bất đẳng thức còn lại
đợc chứng minh tơng tự.
2.5.41.
Với 0 <a<bđặt x =ln
q
b
a
ta đợc
b Ăa
2
q
a
2
+b
2
2
<
b Ăa
b = a
< ln
r
b
a
<
b Ă a
2
p
ab
<
1
2
Â
b
2
Ăa
2
2ab
:
Chia cho
bĂa
2
ta đợc điều phải chứng minh.
296 Chơng 2. Vi phân
2.5.42.
(a) Ta có
lim
p!0
à
x
p
+ y
p
2
ả
1=p
= lim
p!0
e
1
p
ln
x
p
+y
p
2
= e
1
2
xy
=
p
xy;
vì theo quy tắc lHôpital ta có
lim
p!0
1
p
ln
x
p
+ y
p
2
= lim
p!0
Ă
ln
x
p
+y
p
2
Â
0
p
0
=
1
2
xy:
(b) Với
p 6=0
đặt
f(p)=
Ă
x
p
+y
p
2
Â
1=p
, ta chỉ cần chứng minh rằng hàm
F (p)=lnf(p)=
1
p
ln
x
p
+ y
p
2
tăng thực sự. Ta có
F
0
(p)=
1
p
2
à
p
x
p
+ y
p
(x
p
ln x + y
p
ln y) Ă ln
x
p
+ y
p
2
ả
:
Đặt
G(p)=
p
x
p
+ y
p
(x
p
ln x + y
p
ln y) Ă ln
x
p
+ y
p
2
ta có
G
0
(p)=
p
ÊĂ
x
p
ln
2
x + y
p
ln x
2
y
Â
(x
p
+ y
p
) Ă(x
p
ln x + y
p
ln y)
2
Ô
(x
p
+ y
p
)
2
:
Ta cần chứng minh rằng
Ă
x
p
ln
2
x + y
p
ln x
2
y
Â
(x
p
+ y
p
) Ă (x
p
ln x + y
p
ln y)
2
á 0:
Sử dụng bất đẳng thức Cauchy
(x
1
y
1
+ x
2
y
2
)
2
(x
2
1
y
2
1
)(x
2
2
+ y
2
2
)
thay
x
1
= x
p=2
;x
2
= y
p=2
;y
2
= x
p=2
ln x; y
2
= y
Pp2
ln y;
2.5. Các ứng dụng của đạo hàm 297
ta đợc
Ă
x
p=2
 x
p=2
ln x + y
p=2
Ây
p=2
ln y
Â
2
(x
p
+ y
p
)
Ă
x
p
ln
2
x + y
p
ln
2
y
Â
:
Suy ra
(x
p
ln x + y
p
ln y)
2
(x
p
+ y
p
)
Ă
x
p
ln
2
x + y
p
ln
2
y
Â
;
tức là
G
0
(p) á 0
với
p>0
. Vậy trong trờnghợpnàytađợc
G(p)=
p
2
F
0
(p) >G(0) = 0
.Khi
p<0
thì
G
0
(p) < 0
và do đó
G(p)=p
2
F
0
(p) >
G(0)
. T ừ những l ập luận trên ta c ó kết luận rằng hàm
p 7! p
tăng thực
sự trên mỗi khoảng
(Ă1; 0)
và
(0; 1)
, theo định nghĩa của
M
0
(x; y )
(xem 2.5.42) ta suy ra
f
tăng thực sự trên
R
.
2.5.43.
Với
á á 1
ta xét hàm
f(á)=
x
n
+ y
n
+ á((x + y)
n
Ăx
n
Ă y
n
)
2+á(2
n
Ă2)
Sử dụng bất đẳng thức
(x + y)
n
2
nĂ1
(x
n
+ y
n
);
ta chứng minh đợc rằng
f
0
(á) 0
,vậy
f
giảm trên
[0; 1)
.Kếthợpvới
f(1) = (x + y)
n
=2
n
ta chứng minh đợc bất đẳng thức bên phải. Để chứng
minh bất đẳng thức còn lại ta chỉ cần chứng minh rằng
lim
á!1
f(á) á (
p
xy)
n
.
á
p dụng bất đẳng thức liên hệ giữa trung bình cộng và trung bình nhân ta
đợc
lim
á!1
f(á)=
(x + y)
n
Ăx
n
Ăy
n
2
n
Ă 2
=
Ă
n
1
Â
xy
nĂ1
+
Ă
n
2
Â
x
2
y
nĂ2
+ ÂÂÂ+
Ă
n
nĂ1
Â
x
nĂ1
y
2
n
Ă2
á
2
n
Ă2
q
(xy
nĂ1
)
(
n
1
)
(x
2
y
nĂ2
)
(
n
2
)
ÂÂÂ(x
nĂ1
y)
(
n
nĂ1
)
=(
p
xy)
n
;
bất đẳng thức cuối cùng đợcsuyratừđẳngthức
à
n
1
ả
+2
à
n
2
ả
+ ÂÂÂ+(n Ă1)
à
n
n Ă1
ả
= n(2
nĂ1
1
);
298 Chơng 2. Vi phân
đểchứngminhđẳngthứctrêntasửdụngcôngthức
k
à
n
k
ả
= n
à
n Ă1
k Ă1
ả
;ká 1:
2.5.44.
(a) Đặt
f(x) = sin(tan x) Ă x
với
x 2
Ê
0;
ẳ
4
Ô
,tacó
f(0) = 0
và
f
0
(x) = cos(tan x)
1
cos
2
x
Ă 1;
suy ra
f
0
(x) á 0
khi và chỉ khi
cos(tan x) á cos
2
x:
Chú ý rằng
cos(tan x) á 1 Ă
1
2
tan
2
x
(xem 2.5.1(a)) nên ta chỉ cần chứng
minh rằng
1 Ă
1
2
tan
2
x á cos
2
x
với
x 2
Ê
0;
ẳ
4
Ô
. Bất đẳng thức cuối cùng
đợc viết lại dới dạng hiển nhiên đúng
2cos
4
x Ă3cos
2
x +1 0
với
x 2
h
0;
ẳ
4
i
:
(b) Với
x 2
Ê
0;
ẳ
3
Ô
xét hàm
f(x)=tan(sinx) Ăx
ta có
f(0) = 0 và f
0
(x)=
cos x
cos
2
(sin x)
Ă 1:
Từ đó suy ra
f
0
(x) á 0
khi và chỉ khi
cos x á cos
2
(sin x)=
1+cos(2sinx)
2
:
Bài toán trở về chứng m inh bất đẳng thức vừa nêu trên. Sử dụng
2.5.1(c) ta đợc bất đẳng thức
1+cos(2sinx) 2 Ă 2sin
2
x +
2
3
sin
4
x 2cosx
với
x 2
Ê
0;
ẳ
3
Ô
, từ đó suy ra điều phải chứng minh.
2.5. Các ứng dụng của đạo hàm 299
2.5.45.
Xét hàm
f(x)=
1
sin
2
x
Ă
1
x
2
,với
x 2 (0;ẳ=2)
ta có
f
0
(x) > 0
khi và chỉ
khi
1
x
3
>
cos x
sin
3
x
;
tức là khi và chỉ khi
sin x
3
p
cos x
Ă x>0:
Đặt
g(x)=
sin x
3
p
cos x
Ăx
ta có
g
0
(x)=(cosx)
2=3
+
1
3
(cos x)
Ă4=3
sin
2
x Ă 1
và
g
00
(x)=
4
9
(cos x)
Ă7=3
sin
3
x:
Vì
g
00
(x) > 0
với
x 2 (0;ẳ=2)
nên ta đợc
g
0
(x) >g
0
(0) = 0
,từđósuyra
g(x) >g(00 = 0
với
x 2 (0;ẳ=2);
tức là hàm
f
đang xét sẽ tăng trên khoảng
đó, suy ra
f(x) f
Ă
ẳ
2
Â
=1Ă
4
ẳ
2
:
2.5.46.
Chú ý rằng
à
arctan x Ă
3x
1+2
p
1+x
2
ả
0
=
Ă
p
1+x
2
Ă 1
Â
2
(1 + x
2
)(1 + 2
p
1+x
2
)
2
> 0
ta đợc điều phải chứng minh.
2.5.47.
Nếu
a
k
= b
k
với mọi
k
thì ta đợc ngay điều phải chứng minh, giả
sử tồn tại
k
để
k
6= b
k
,đặt
f(x)=
n
Y
k=1
(xa
k
+(1Ăx)b
k
)
và
g(x)=lnf(x):
Khi đó
g
0
(x)=
n
X
k=1
a
k
Ă b
k
xa
k
+(1Ăx)b
k
và
g
00
(x)=Ă
n
X
k=1
à
a
k
Ăb
k
xa
k
+(1Ăx)b
k
ả
2
:
300 Chơng 2. Vi phân
Vì
g
00
(x) < 0
nên hàm
g
,vàdođóhàm
f
,cócựcđạitrên
[0; 1]
tại một trong
hai đầu mú t khi và ch ỉ khi
g
0
(0)
và
g
0
(1)
cùng dấu, tức là
g
0
(0)g
0
(1) á 0
.Bất
đẳng thức cuối đợc viết chi tiết là
n
X
k=1
a
k
Ăb
k
a
k
!
n
X
k=1
a
k
Ă b
k
b
k
!
á 0:
2.5.48.
Theo 2.5.1 (a) và (c) ta có
1 Ă
x
2
2
cos x 1 Ă
x
2
2
+
x
4
24
;x2 R:
Do đó đ ể chứng minh bất đẳng thức ở đầu bài ta chỉ cần chứng minh rằng
1 Ă
x
2
2
+
x
4
24
+1Ă
y
2
2
+
y
4
24
1+1Ă
x
2
y
2
2
;
hay tơng đơng
x
4
+ y
4
+12x
2
y
2
Ă12(x
2
+ y
2
) 0
với
x
2
+ y
2
ẳ:
Trong hệ toạ độ cực
à; r
bất đẳng thức trên đ ợc viết lại nh sau:
r
2
(2 + 5 sin
2
2à) 24
với
r
2
ẳ
và
à 2 [0; 2ẳ]:(1)
Vì
r
2
(2 + 5 sin
2
2à) 7ẳ<24;
nên ta chứng minh đợc (1).
2.5.49.
Bất đẳng thức là hiển nhiên khi
x á 1
hoặc
y á 1
,vậygiảsử
x; y 2 (0; 1)
và đặt
y = tx
, vì tính đ ối xứng nên ta chỉ cần chứng minh bất
đẳng thức cho
0 <t 1
,tacó
x
y
+ y
x
= x
tx
+(tx )
x
=(x
x
)
t
+ t
x
x
x
:
Vì hàm
x 7! x
x
có cực tiểu
e
Ă1=e
= a
tại
1
e
và vì
t
x
á t
nên
x
y
+y
x
á a
t
+ta
.Hơn
nữa hàm
F (t)=a
t
+ ta
,
t 2 R
chỉ có một cực tiểu địa phơng
t
0
=1Ăe<0
và
F
tăng thực sự trên
(t
0
; 1)
và
F (0) = 1
nên ta suy ra
x
y
+ y
x
> 1:
2.5. Các ứng dụng của đạo hàm 301
2.5.50.
Với
0 <x<1
bất đẳng thức cần chứng minh đợc viết dới dạng
1 Ă2x
n
+ x
n+1
< (1 Ăx
n
)
p
1 Ă x
n
;
hay
1 Ăx
n
1 Ă x
<
1 Ă(1 Ăx
n
)
1 Ă
n
p
1 Ăx
n
:
Vì hàm
t 7!
1Ăt
n
1Ăt
tăng thực sự trên
(0; 1)
nên ta chỉ cần chứng minh rằng
x<
n
p
1 Ă x
n
hay
0 <x<
1
n
p
2
. Cuối cùng chú ý rằng
Ă
1+
1
n
Â
n
> 2
với
n á 2
,
tức là
1
n
p
2
>
n
n+1
.
2.5.51.
Với
0 <x<1
xét hàm
g(x)=
f(x)
x
=1Ă
x
2
6
+
x
3
24
sin
1
x
:
Vì
g
0
(x) < 0
với
0 <x<1
nên ta có
g
tăng thực sự trên
(0; 1)
,vậy
g(y + z) <
g(y)
và
g(y + z) <g(z)
,từđósuyra
yg(y + z)+zg(y + z) <yg(y)+zg(z);
tức là
f(y + z) <f(y)+f (z)
.
2.5.52.
Ta có công thức khai triển nhị thức Newton
(x + y)
n
=
n
X
k=0
à
n
k
ả
x
k
y
nĂk
:(1)
Đạo hàm (
??
)theo
x
và nhân hai vế của đẳng thức nhận đợc với
x
ta đợc
nx(x + y)
nĂ1
=
n
X
k=0
k
à
n
k
ả
x
k
y
nĂk
:(2)
Bây giờ đạo hàm (
??
) hai lần và n hân hai vế của đẳng thức mới nhận đợc
với
x
2
ta đợc
n(n Ă1)x
2
(x + y)
nĂ2
=
n
X
k=0
k(k Ă1)
à
n
k
ả
x
k
y
nĂk
:(3)
302 Chơng 2. Vi phân
Nếu trong (
??
), (
??
)và(
??
)tathay
y
bởi
1 Ăx
thì sẽ đợc
1=
n
X
k=0
à
n
k
ả
x
k
(1 Ă x)
nĂk
;
nx =
n
X
k=0
k
à
n
k
ả
x
k
(1 Ă x)
nĂk
;
n(n Ă1)x
2
=
n
X
k=0
k(k Ă1)
à
n
k
ả
x
k
(1 Ăx)
nĂk
:
Từ đó suy ra
n
X
k=0
(k Ănx)
2
à
n
k
ả
x
k
(1 Ă x)
nĂk
= nx(1 Ă x)
n
4
:
2.5.53.
Từ giả thiết phơng trình
f(x)=0
có nghiệm duy nhất
ằ 2 [a; b]
Hình vẽ
Giả sử rằng
f
0
(x) > 0
và
f
00
(x) < 0
với
x 2 [a; b]
,đặt
x
0
= a
theo công thức
Taylorvớiphầnd dạng Lagrange ta có
0=f(ằ)=f(x
n
)+f
0
(x
n
)(ằ Ăx
n
)+
1
2
f
00
(c
)
(ằ Ăx
n
)
2
;
trong đó
c
n
là phần tử thuộc khoảng có hai đầu mút là
x
n
và
ằ
.Từđịnh
nghĩa của dy
fx
n
g
ta đợc
ằ Ă x
n+1
= ằ Ă x
n
+
f(x
n
)
f
0
(x
n
)
(ằ Ăx
n
)
2
> 0:
Vậy
fx
n
g
bị chặn trên bở i
ằ
,từđósuyra
f(x
n
) < 0
,vậy
ằ Ă x
n+1
= ằ Ă x
n
+
f(x
n
)
f
0
(x
n
)
<ằĂx
n
;
tức là
fx Ăng
tăng thực sự, do vậy nó hội tụ và
lim
n!1
x
n
= ằ
.Cáctrờng hợp
còn lại đợc chứng minh tơng tự.
[...]... điểm liên tục x của hàm f Ta biết k!1 rằng tập D các điểm gián đoạn của hàm đơn điệu là đếm được (xem, chẳng hạn, 1.2.29) Vậy ta có f(x) = lim fnk (x) trên tập R n D, và do ffnk g bị chặn k!1 trên tập đếm được D, ta có thể dùng phương pháp đường chéo một lần nữa để chon dy con của ffnk g hội tụ điểm trên D Rõ ràng, dy con này hội tụ trên toàn R 3.1.24 Nếu K là tập con compact của R, thì tồn tại khoảng... rằng các tập An (f; 0) đều thuộc phạm trù thứ nhất Giả sử phản chứng rằng tồn tại n 2 N sao cho An (f; 0) thuộc phạm trù thứ hai, khi đó tồn tại khoảng mở I sao cho An (f; 0) cũng thuộc phạm trù thứ hai trong mọi khoảng mở con của I, thêm nữa ta giả sử độ rộng của I nhỏ hơn 1 n và a; b 2 I , a < b Xét tập thặng dư S ẵ R sao cho fjS liên tục và chọn c 2 S \ (a; b), lấy " > 0 bất kỳ Khi đó tồn tạitập con... sao cho c 2 J và (1) f (x) > f(c) Ă " với x 2 S \ J: ạ Xét K là khoảng mở con của (a; b) sao cho K = 2K Ă b = fy : y = 2x Ă b; x 2 Kg ẵ J Vì tập ẵ ắ 1 Sn = x : f (x Ă h) f (x + h) với 0 < h < n ạ thuộc phạm trù thứ hai trên K và S là tập thặng dư trên K nên suy ra tập ạ (2Sn Ă b) \ (S \ K cũng thuộc phạm trù thứ hai, vì vậy khác rỗng Ta chọn ạ được x 2 S \ K sao cho ~ x+b ~ 2 x 2 Sn , đặt h = bĂ~ (hiển... ta có ngay điều phải chứng minh.Giả sử tồn tại c 2 (a; b) sao cho f (c) > 0, theo bài trên tồn tại x1 và x2 sao cho a < x1 < c < x2 < b , f s (x1 ) á 0 và f s (x2 ) 0 2.6.9 [C E Aull, Amer Math Monthly 74 (1967) 708-711] Rõ ràng hàm trung gian f (b) Ă f (a) F (x) = f(x) Ă f(a) Ă (x Ă a) bĂa thoả mn các giả thiết của bài tập trên 2.6.10 [C E Aull, Amer Math Monthly 74 (1967) 708-711] Vì f bị chặn trong... ra k(x) < k(1) = 0, vậy h0 (x) < 0 khi x 2 (1; 2), suy ra h(x) < h(1) = 0, hay (x) < 1 với x 2 (1; 2): Vậy bất đẳng thức (??) đúng với mọi x 2 (1; 1) 2.5.56 [5] Chứng minh của bài này dựa vào định lý phạm trù Baire Với n 2 N xét tập An = fx 2 [0; 1] : f (n) (x) = 0g Từ giả thiết ta suy ra [0; 1] là hợp của các An , vậy theo định lý Baire tồn tại An trù mật khắp nơi trong [0; 1], tức là tồn tạiđoạn I... tại x2 2 (x; z) sao cho f (z) Ă f (x) á f s (x2 ) á 0: zĂx 2.6.13 Tương tự bài trên 2.6.14 Không Xét hàm f (x) = x Ă 2jxj , x 2 (Ă1; 1) Dễ dàng kiểm tra được rằng f s (0) = 1 và f (0) là cực đại của f trong (Ă1; 1) Hình vẽ 2.6.15 [C L Belna, M.J Evans, P D Humke, Amer Math Monthly 86 (1979) 121-123] Ta đi chứng minh rằng tồn tạitập các thặng dư thoả mn đẳng thức đầu là đủ, khi thay f bằng Ăf trong đẳng... tương tự ta chứng minh được rằng f (a) f(c), suy ra f tăng trên I, suy ra DÔ f (x) á 0 với x 2 I, do đó A(f; 0) \ I = ;, vô lý Ta được điều phải chứng minh 2.6.16 Đây là hệ quả của bài toán trên, chú ý rằng đây chính là bài toán tổng quát của 2.6.6 2.6.17 [J Swetits, Amer Math Monthly 75 (1968), 1093-1095] Giả sử rằng f bị chặn địa phương trên [x1 ; x0 ) và x Ă x0 < < 1: Đặt trung điểm Chương 2 Vi... (x2 Ă h) Ă jf s (x2 )j á 2h á jf (x2 + h)j Ă jf (x2 Ă h)j Ă jf s (x2 )j á jf (x2 + h)j Ă M Ă jf s (x2 )j > 1: Vậy f không khả vi Schwarz đều trên [a; b] 2.6.18 Sử dụng kết quả trong bài 2.6.9 và lập luận tương tự như bài 2.2.26 ta được điều phải chứng minh 2.6.19 Xét hàm f (x) = ( 0 với x 2 Rnf0g; 1 với x = 0: Khi đó f s đồng nhất bằng 0 trên R, vậy nó liên tục, nhưng f không khả vi Schwarz đều trên... Theo định nghĩa ta có Ds f(x) á DÔ f(x) Ta cần chứng minh rằng A(f) = fx : Ds f (x) > DÔ f(x)g thuộc phạm trù thứ nhất Chú ý rằng A(f ) là hợp đếm được của các tập A(f; đ) = fx : Ds f(x) > đ > DÔ f (x)g; đ 2 Q: Do đó ta đi chứng minh rằng mỗi tập nói trên đều thuộc phạm trù thứ nhất Vì A(f; đ) = A(g; 0) với g(x) = f (x) Ă đx nên ta chỉ cần chứng minh rằng 2.6 Khả vi mạnh và khả vi theo nghĩa Schwarz... Ă a) bĂa thoả mn các giả thiết của bài tập trên 2.6.10 [C E Aull, Amer Math Monthly 74 (1967) 708-711] Vì f bị chặn trong (a; b) nên tồn tại M á 0 sao cho sao cho jf s (x)j M với mọi x 2 (a; b) Theo bài trên ta có ĂM f(x) Ă f (t) M xĂt Từ đó suy ra jf(x) Ă f(t)j M jx Ă tj với x; t 2 (a; b); x 6= t: Chương 2 Vi phân 308 2.6.11 [C E Aull, Amer Math Monthly 74 (1967) 708-711] Theo 2.6.9, tồn tại x1 . x 2
KgẵJ
.V tập
S
n
=
ẵ
x : f(x Ă h) f(x + h)
với
0 <h<
1
n
ắ
thuộc phạm trù thứ hai trên
K
và
S
là tập thặng d trên
ạ
K
nên suy ra tập
(2S
n
Ă. gian
F (x)=f(x) Ă f(a) Ă
f(b) Ă f(a)
b Ăa
(x Ăa)
thoả mn các giả thiết của bài tập t rên.
2.6.10.
[C. E. Aull, Amer. Math. Monthly 74 (1967) 708-711]. Vì
f
bị