Bourbaki marks this one as harder than the rest.
令 g 为 ]0, +∞[ 上的连续递增函数。
a) 证明如果liminfx→+∞g(x)/x=0,方程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>0函数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),并应用 1 a))。
b) 证明如果g在]0、+∞[上是凹的,则方程u(x+1)−u(x)=g(x)存在凸解;当且仅当 limx→+∞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g是递增并且在]0、+∞[和limx→+∞g(x)/x=0上凹。对于数 h>0,k>0 的每个对以及定义在 ]0 上的每个有限实数函数 f,+∞[ 一个放
Δ(f(x);h,k)=hf(x+h)−f(x)−kf(x)−f(x−k) x>k。证明如果
u 是方程
u(x+1)−u(x)=g(x) 的凸解,则对于所有
h>0 和
k>0 都有
limx→+∞Δ(u(x);h,k)=0(使用 VII、p. 325 的练习 1 b)中的
ur′ 表达式)。
d) 用 c) 的记号证明存在一个常数 α 使得一个人有 u(x)=v(x)+α,其中
v(x)=∫1xg(t)dt−21g(x)+R(x) 我们放置的地方
R(x)=n=0∑∞h(x+n),h(x)=∫xx+1g(t)dt−21(g(x+1)+g(x)); 此外,还有一个
0≤R(x)≤21(g(x+21)−g(x)). (注
v(x+1)−v(x)=g(x)和
limx→+∞Δ(v(x);h,k)=0,无论
h>0和
k>0。)