一个函数证明题

函数$f(x)$在$[0,+infty)$上二阶可导,$f^{'}(0)≥0$, $f(0)≥0$ ,$f^{''}(x)≥f(x)$.则$f(x)≥f(0)+f^{'}(0)x$.

证.(Hansschwarzkopf ) 令$D=frac{d}{dx}$, 则$D^2=frac{d^2}{dx^2}$,

[f''(x)-f(x)=(D^2-I)f(x)=(D-I)(D+I)f(x)geqslant 0.]
令$u(x)=(D+I)f(x)$, 则$u(0)=f'(0)+f(0)geqslant 0$, 且$(D-I)u(x)geqslant 0$. 即
[e^xD(e^{-x}u(x))geqslant 0.]

故[e^{-x}u(x)geqslant u(0)geqslant 0.] 

 所以[(D+I)f(x)geqslant 0,]

即[e^{-x}D(e^xf(x))geqslant 0.]

从而[e^xf(x)geqslant f(0)geqslant 0.]

即[f(x)geqslant 0.]  

故[D^2f(x)geqslant f(x)geqslant 0.]

因此
[f(x)=f(0)+f'(0)x+frac{f''( heta x)}{2}x^2geqslant f(0)+f'(0)x, forall xgeqslant 0.]

http://www.math.org.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=37034&extra=page%3D1

原文地址:https://www.cnblogs.com/zhangwenbiao/p/7069602.html