函数f(x)在[0,+∞)上可导,f(0)=1且满足等式 f’(x)+f(x)-∫0xf(t)dt=0。 证明:当x≥0时,成立不等式e-x≤f(x)≤1成立。

admin2019-06-09  44

问题 函数f(x)在[0,+∞)上可导,f(0)=1且满足等式
f’(x)+f(x)-0xf(t)dt=0。
证明:当x≥0时,成立不等式e-x≤f(x)≤1成立。

选项

答案方法一:用积分证。 f(x)=f(0)+∫0xf’(t)dt=1-∫0x[*]dt。 而0≤∫0x[*]dt≤∫0xe-tdt=-e-t|0x=1-e-x, 两边同乘以(-1),得: e-x-1≤-∫0x[*]dt≤0, 即e-t≤f(x)=1-∫0x[*]dt≤1。 方法二:用微分学方法证。 因f(0)=1,f’(x)<0,即f(x)单调递减,所以当x≥0时f(x)≤1。 要证f(x)≥e-x,可转化为证明f(x)-e-x≥0,令φ(x)=f(x)-e-x,则 φ(0)=1-1=0,且φ’(x)=f’(x)+e-x≥f’(x)+[*]=0(x≥0), 所以,当x≥0时φ(x)≥0,即f(x)≥e-x。 结合两个不等式,推知当x≥0时,e-x≤f(x)≤1。证毕。

解析
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