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已知函数f(x)=(x∈R)满足下列条件:对任意的实x1、x2都有λ(x1-x22≤(x1-x2)[f(x2)-f(x2)]和|f(x1)-f(x2)|≤|x1-x2|,其中λ是大于0的常数.设实数a0,a,b满足f(a0)=0和b=a-λf(a).

(1)证明λ≤1,并且不存在b0≠a0,使得f(b0)=0;

(2)证明(b-a02≤(1-λ2)(a-a0)2.

答案

解析:(1)任取x1,x2∈R,x1≠x2,则由λ(x1-x2)2≤(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]                ①

和|f(x1)-f(x2)|≤|x1-x2|                                                                                       ②

可知λ(x1-x2)2≤(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]≤|x1-x2|·|f(x1)-f(x2)|≤|x1-x2|2,从而λ≤1.

假设有b0≠a0,使得f(b0)=0,则由①式知0<λ(a0-b0)2≤(a0-b0)·[f(a0)-f(b0)]=0矛盾,故不存在b0≠a0,使得f(b0)=0.

(2)由b=a-λf(a)

可知(b-a02=[a-a0-λf(a)]2=(a-a0)2-2λ(a-a0)f(a)+λ2[f(a)]2                     

由f(a0)=0和①式知,(a-a0)f(a)=(a-a0)[f(a)-f(a0)]≥λ(a-a0)2                        

由f(a0)=0和②式知,[f(a)]2=[f(a)-f(a0)]2≤(a-a0)2                                        

将④⑤代入③得(b-a02≤(a-a0)2-2λ2(a-a0)22(a-a0)2=(1-λ2)(a-a0)2.


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