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我是一只老鸟,五十有一。数学已有16年没有接触。看到数学习题,就想起以往考研的艰苦岁月。这道题实际就是要求你证明方程的解的存在性与唯一性。证明存在性常用“不动点”定理,纳什在证明纳什均衡的存在性就是使用的这种方法,阿罗在证明一般均衡的存在性也是使用的这种方法。证明解的唯一性用“反证法”,假设还存在另一个解,然后推出与事先的假设矛盾。两人皆因证明均衡的存在性和唯一性而获得诺贝尔经济学奖。
这道习题的存在性无需用“不动点”定理,使用拉格朗日中值定理就可以了,证明唯一性问题,使用罗尔中值定理就可以。解这道题我只用来10分钟。花了两分钟确定用中值定理,然后花3分钟到网上去查中值定理,因为早已忘了。然后思考几分钟就想出答案。数学就是这样奇怪,如果思路对头一下子就得到答案,如果思路不对头,想半天也不行。我曾经花一整晚上算一道数学题,到第二天天亮还是没有找到答案,过来几天突然想出来,那种快乐真是难以形容。
下面书归正传:
设0<x<1, f(x)-f(0)=f'(y)x,y∈(0,x) ,由拉格朗日中值定理。取y=θ(x)x,存在性得证。
设存在两个θ(x)满足方程f(x)=f(0)+f'(θ(x)x),分别表示为θ1(x),θ2(x)且θ1(x)<θ2(x);于是有f'(θ1(x)x)=f'(θ2(x)x). 由罗尔中值定理,存在一个z∈(θ1(x)x,θ2(x)x),使得 f''(z)=0,这与假设矛盾。唯一性得证。
非常简单,是吗?
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