对于问题:"已知函数f( x )在[0,1]上可导,f(0)=0,且对于任何x ∈[0,1],有| f’( x ) |≤| f( x ) |,求证f( x )=0,x ∈[0,1]。”有人是这样做的:
(1) 步骤①的证明依据是拉格朗日中值定理。因为f(x)在[0,1]上可导,所以由拉格朗日中值定理可知, ,有
(2) 步骤②的证明依据是题中所给条件,∀ x ∈[0,1],有|f'( x )| ≤ |f'( x )|。
(3) 步骤①是在区间(0,x)上使用拉格朗日中值定理,步骤③是在缩小的区间上继续使用拉格朗日中值定理。
(4) 将上述过程不断地进行下去,可得
,于是
因为函数f(x)在[0,l]上可导,所以函数f(x)在[0,1]上连续,从而函数f(x)在[0,1]上有界,即∃M ∈ R,对∀ x ∈[0,1],有|f( x ) |≤ M。根据函数极限的保不等式性可得,当x∈[0,1)时, ,即f(x) = 0,再根据函数连续性可得,所以f(x) =0,x∈[0,1]。