一个分析问题

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查看11 | 回复3 | 2021-1-29 04:22:40 | 显示全部楼层 |阅读模式
f(x)在[0,+∞)上连续,且f(x+a)-f(x)在x趋于正无穷的时候趋于0对任意的非负的a成立,求证f=g+h,其中g在[0,+∞)连续且x趋于正无穷时g趋于0,h在[0,+∞)可导且h'在x趋于正无穷时趋于零。问题就是这样,求助解答
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千问 | 2021-1-29 04:22:40 | 显示全部楼层
条件和结论应该是等价的,从结论来看f(x)应该有一致连续性,且f(x+a)-f(x)对于有界的a应该是一致的趋于零,如果能拿到这个结论这个题应该就解决了,随便来个数院的大仙解决下啊adolcristin (轩辕空幻) 在 ta 的帖子中提到:f(x)在[0,+∞)上连续,且f(x+a)-f(x)在x趋于正无穷的时候趋于0对任意的非负的a成立,求证f=g+h,其中g在[0,+∞)连续且x趋于正无穷时g趋于0,h在[0,+∞)可导且h'在x趋于正无穷时趋于零。问题就是这样,求助解答
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千问 | 2021-1-29 04:22:40 | 显示全部楼层
先证一致连续。反设f(x)不一致连续,则存在ε0,使对任意δ0,都可以找到xy≥0,满足x-yδ且|f(x)-f(y)|ε。而由f(x)在[0,+∞)连续,f(x)在有界闭区间上一致连续,因此对任意A0,总可要求上述x,y满足xyA。
对任意正整数k,定义集合E_k={a0|存在xk,使|f(x+a)-f(x)|ε/2}。由f(x)连续,易见E_k为开集。以下证明E_k在(0,+∞)稠密。对任意b0,由x→+∞时f(x+b)-f(x)→0,存在N0,使xN时总成立|f(x+b)-f(x)|ε/2。任取δ0,已知存在xyA=max{N,k},使x-yδ且|f(x)-f(y)|ε。于是有|f(x+b)-f(y)|ε/2,从而b+(x-y)∈E_k。由b和δ的任意性,E_k在(0,+∞)稠密。
E_1,E_2,E_3,…是(0,+∞)中的一列稠密开集,由Baire纲定理,它们的交非空。于是存在a0,使对任意k0,存在xk,使|f(x+a)-f(x)|ε/2。这与x→+∞时f(x+a)-f(x)→0矛盾,因此f(x)一致连续。
再证收敛的一致性,不妨限定a∈[0,1]。反设f(x+a)-f(x)的收敛关于a∈[0,1]不一致,则存在ε0,使对任意A0,都存在xA与a∈[0,1],满足|f(x+a)-f(x)|ε。由此可得一列x_n→+∞与a_n∈[0,1],满足|f(x_n+a_n)-f(x_n)|ε。通过适当选取子列,不妨设a_n收敛于b。
由f(x)一致连续,且a_n→b,可知f(x_n+a_n)-f(x_n+b)→0。又由x_n→+∞且x→+∞时f(x+b)-f(x)→0,可知f(x_n+b)-f(x_n)→0。从而f(x_n+a_n)-f(x_n)也收敛到0,与|f(x_n+a_n)-f(x_n)|ε矛盾,因此收敛是一致的。
adolcristin (轩辕空幻) 在 ta 的帖子中提到:f(x)在[0,+∞)上连续,且f(x+a)-f(x)在x趋于正无穷的时候趋于0对任意的非负的a成立,求证f=g+h,其中g在[0,+∞)连续且x趋于正无穷时g趋于0,h在[0,+∞)可导且h'在x趋于正无穷时趋于零。问题就是这样,求助解答
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千问 | 2021-1-29 04:22:40 | 显示全部楼层

bow (bow) 在 ta 的帖子中提到:先证一致连续。反设f(x)不一致连续,则存在ε0,使对任意δ0,都可以找到xy≥0,满足x-yδ且|f(x)-f(y)|ε。而由f(x)在[0,+∞)连续,f(x)在有界闭区间上一致连续,因此对任意A0,总可要求上述x,y满足xyA。……
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