Bourbaki

习题 2, § 1

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实变函数, VII, 325

Bourbaki marks this one as harder than the rest.

Google 翻译生成的粗略草稿,质量较低。术语依照术语表,但句子可能有误;之后会由仔细的译文取代。

令 g 为 ]0, +∞[ 上的连续递增函数。

a) 证明如果lim inf⁡x→+∞g(x)/x=0\liminf_{x \to +\infty} g(x)/x = 0,方程u(x+1)−u(x)=g(x)u(x + 1) - u(x) = g(x)至多存在一个凸解,在给定的点处取给定的值(注,对于所有h>0h > 0函数v(x)=u(x+h)−u(x)v(x) = u(x + h) - u(x)是递增) 函数满足方程v(x+1)−v(x)=g(x+h)−g(x)v(x + 1) - v(x) = g(x + h) - g(x),并应用 1 a))。

b) 证明如果gg在]0、+∞[+\infty[上是凹的,则方程u(x+1)−u(x)=g(x)u(x + 1) - u(x) = g(x)存在凸解;当且仅当 lim⁡x→+∞g(x)/x=0\lim_{x \to +\infty} g(x)/x = 0 (cf. 执行 1 b)) 时,该方程存在唯一凸解,在给定点处取给定值。

c) 从这里开始假设gg是递增并且在]0、+∞[+\infty[和lim⁡x→+∞g(x)/x=0\lim_{x \to +\infty} g(x)/x = 0上凹。对于数 h>0,k>0h > 0, k > 0 的每个对以及定义在 ]0 上的每个有限实数函数 ff,+∞[+\infty[ 一个放

Δ(f(x);h,k)=f(x+h)−f(x)h−f(x)−f(x−k)k \Delta(f(x); h, k) = \frac{f(x + h) - f(x)}{h} - \frac{f(x) - f(x - k)}{k}
x>kx > k。证明如果 uu 是方程 u(x+1)−u(x)=g(x)u(x + 1) - u(x) = g(x) 的凸解,则对于所有 h>0h > 0 和 k>0k > 0 都有 lim⁡x→+∞Δ(u(x);h,k)=0\lim_{x \to +\infty} \Delta(u(x); h, k) = 0(使用 VII、p. 325 的练习 1 b)中的 ur′u'_r 表达式)。

d) 用 c) 的记号证明存在一个常数 α\alpha 使得一个人有 u(x)=v(x)+αu(x) = v(x) + \alpha,其中

v(x)=∫1xg(t) dt−12g(x)+R(x) v(x) = \int_1^x g(t)\,dt - \frac{1}{2}g(x) + R(x)
我们放置的地方
R(x)=∑n=0∞h(x+n),h(x)=∫xx+1g(t) dt−12(g(x+1)+g(x)); R(x) = \sum_{n=0}^\infty h(x + n), \qquad h(x) = \int_x^{x+1} g(t)\,dt - \frac{1}{2}(g(x + 1) + g(x));
此外,还有一个
0≤R(x)≤12(g(x+12)−g(x)). 0 \leq R(x) \leq \frac{1}{2}(g(x + \frac{1}{2}) - g(x)).
(注v(x+1)−v(x)=g(x)v(x + 1) - v(x) = g(x)和lim⁡x→+∞Δ(v(x);h,k)=0\lim_{x \to +\infty} \Delta(v(x); h, k) = 0,无论h>0h > 0和k>0k > 0。)

解答

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无。

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Google 翻译生成的粗略草稿,质量较低。术语依照术语表,但句子可能有误;之后会由仔细的译文取代。