题目
问答题设f(x)在[0,1]上有定义,f(0)=f(1),且对任意x_(1),x_(2)in[0,1],均有|f(x_(1))-f(x_(2))|leqslant |x_(1)-x_(2)|.当a,bin[0,1]时,证明|f(a)-f(b)|leqslant (1)/(2)
问答题
设
f(x)
在
[0,1]
上有定义,
f(0)=f(1)
,且对任意
$x_{1},x_{2}\in[0,1]$
,均有
$|f(x_{1})-f(x_{2})|\leqslant |x_{1}-x_{2}|$
.
当
$a,b\in[0,1]$
时,证明
$|f(a)-f(b)|\leqslant \frac{1}{2}$
题目解答
答案
设 $a, b \in [0, 1]$,且 $f(0) = f(1)$,满足 $|f(x_1) - f(x_2)| \leq |x_1 - x_2|$。
情况1:$b - a \leq \frac{1}{2}$
由条件得 $|f(a) - f(b)| \leq |a - b| = b - a \leq \frac{1}{2}$。
情况2:$b - a > \frac{1}{2}$
此时 $b > \frac{1}{2}$ 且 $a < \frac{1}{2}$,利用 $f(0) = f(1)$,有
$|f(a) - f(b)| = |f(a) - f(0) + f(1) - f(b)| \leq |f(a) - f(0)| + |f(1) - f(b)| \leq a + (1 - b) = 1 - (b - a) < \frac{1}{2}.$
结论:
对于任意 $a, b \in [0, 1]$,均有 $|f(a) - f(b)| \leq \frac{1}{2}$。
$\boxed{|f(a) - f(b)| \leq \frac{1}{2}}$