微分几何

2024-12-29 18:14:43
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回答1:

[a.b]上,f〃>0--→f′↗ (用Lagrange定理)。

如图,f1(x)=[(f(b)-f(a))/(b-a)](x-a)+f(a)[图中直线]

在意证明[a.b]上f′↗---→f(x)<f1(x)[从而 曲边梯形<梯形]

令x=λa+(1-λ)b [λ∈[0,1]]   [这可以表示[a,b]的所有x]

则f1(x)=λf(a)+(1-λ)f(b)[请 空定兄 自验啦!]

f(x)<f1(x)成为f(x)-λf(a)-(1-λ)f(b)<0①

注意f(x)=λf(x)+(1-λ)f(x)

①等价于λ[f(x)-f(a)]+(1-λ)[f(x)-f(b)]<0②

从Lagerange定理 存在ξ,η:ξ∈(a,x),η∈(x,b)

λ[f(x)-f(a)]+(1-λ)[f(x)-f(b)]=

=λf'(ξ)(x-a)+(1-λ)f'(η)(x-b)=

[注意  x-a=[λa+(1-λ)b]-a=(1-λ)(b-a),x-b=λ(a-b)]

=λf'(ξ)(1-λ)(b-a)+(1-λ)f'(η)λ(a-b)

=λ(1-λ)(b-a)[f'(ξ)-f'(η)]<0  [ξ<η,f'↗].证毕。