5 votos

¿$f(x)$ Es constante en estas condiciones?

Declaración de

Deje $f:\mathbb{R}\rightarrow \mathbb{R}$ ser una función es cóncava hacia arriba y en aumento. Si $\displaystyle \lim_{x\to \infty}\frac{f(x)}{x}=0$, $f$ es constante.

Va a ser fácil si asumimos $f$ es el segundo diferenciable, las condiciones que acabamos de decir $f''(x)\geq 0$$f'(x)\geq 0$. (Si $f'(x)=a>0$ $x=b$ $x>b$ tenemos $f(x)>a(x-b)+f(b)$ por MVT y claramente en este caso el límite no puede ser $0$ y, por tanto, $f'(x)$ se $0$ en todas partes).

Puede que esta declaración se demostró sin asumiendo $f$ diferenciable? Aquí cóncava hacia arriba se define para cualquier $x,y\in \mathbb{R}$, $t\in [0,1]$, $f(tx+(1-t)y)\leq tf(x)+(1-t)f(y)$. El aumento se define por $y>x\Rightarrow f(y)\geq f(x)$.

El contexto de este problema: Si la declaración se demuestra, entonces la solución en el hilo de Cómo probar el teorema de Liouville para los subarmónicos funciones dadas por Martin R puede ser extendido a probar una versión más fuerte del resultado (véase mi comentario en la respuesta).

3voto

Martin R Puntos 7826

Sí. $x < y < z$ Tienes $$ f(y) \le \frac{z-y}{z-x} \, f (x) + \frac{y-x}{z-x}\, f (z) = \, \frac{z-y}{z-x} \, f (x) + (y-x) \frac {z} {z-x} \, \frac{f(z)} {z}. $$ Para fijo $x < y$ y $z \to \infty$ sigue de $f(z)/z \to 0$ $$ f(y) \le f (x) $$ así que $f$ es decreciente. Si $f$ tanto aumentando y luego disminuyendo lo es constante.

Comentario: Puede estar relajado la condición $\lim_{x\to \infty}\frac{f(x)}{x}=0$ $\liminf_{x\to \infty}\frac{f(x)}{x}=0$ y tiene la misma conclusión.

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X