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一个Ostrowski型不等式的加强

2021-10-15时统业

河南教育学院学报(自然科学版) 2021年3期
关键词:利用

时统业

(海军指挥学院,江苏 南京 211800)

0 引言

1937年,OSTROWSKI A[1]给出了用函数值近似平均值的误差估计。

学者们对Ostrowski不等式作了许多改进和推广[2-24],得到了各种类型凸函数的Ostrowski型不等式、各种类型积分的Ostrowski型不等式、扰动的Ostrowski型不等式、加权的Ostrowski型不等式等。

为方便起见,记

q(x)=(x-a)(f(x)+f(a+b-x)-f(a)-f(b))+(c-x)(f(x)+f(a+b-x)-2f(c)),

文献[15]给出了一个Ostrowski型不等式。

定理2设f在[a,b]上可微,且存在常数γ和Γ,使得γ≤f′≤Γ,则对于任意x∈[a,c]有

(1)

定义1设f:[a,b]→R,如果存在常数γ和Γ,使得对于任意s,t∈[a,b],s

文献[16]在M-Lipschitz条件下给出式(1)的加强。

定理3[16]设f在[a,b]上满足M-Lipschitz条件,则对任意x∈[a,c],有

本文将用引入参数求最值的方法,建立式(1)的新的加强。

引理1[16]设f在[a,b]上可微,且f′在[a,b]上可积,则对任意x∈[a,c],有

(2)

证明式(2)的第一个等式即文献[16]中的式(30)。利用积分的变量代换可证式(2)的第二个等式。

引理2设f:[a,b]→R满足(γ,Γ)-Lipschitz条件,则有

引理3设f:[a,b]→R满足(γ,Γ)-Lipschitz条件,则有

|q(x)|≤2k(x)(Γ-γ)。

证明因为

f(x)+f(a+b-x)-f(a)-f(b)=(f(x)-f(a))+(f(a+b-x)-f(b))≤

Γ(x-a)+γ(a-x)=(Γ-γ)(x-a),

f(x)+f(a+b-x)-2f(c)=f(x)-f(c)+f(a+b-x)-f(c)≤

γ(x-c)+Γ(c-x)=(Γ-γ)(c-x),

故证得q(x)≤2k(x)(Γ-γ)。类似可证q(x)≥-2k(x)(Γ-γ),故引理3得证。

注1若f在[a,b]上可微,且存在常数γ和Γ,使得γ≤f′≤Γ,则f满足(γ,Γ)-Lipschitz条件,此时引理2和引理3仍成立。

1 主要结果

定理4设f在[a,b]上可微,且f′在[a,b]上可积,存在常数γ和Γ,使得γ≤f′≤Γ,则对于任意x∈[a,c],有

(3)

证明对任意常数ε,利用引理1有

(4)

当ε∈[x-c,0]时,有

(5)

当ε∈[0,x-a]时,有

(6)

综合式(4)~(6),对于任意ε∈[x-c,x-a],有

其中

利用引理2,有ε1∈[x-c,x-a],φ1(ε)在ε1处取得最小值且

故式(3)的两个不等式成立。

当γ≤f′≤Γ时,有-Γ≤(-f)′≤-γ。对函数-f应用已证结论,则式(3)的左边两个不等式得证。

推论1设条件同定理4,则有

(7)

推论2设条件同定理4,则有

(8)

(9)

证明在式(7)中依次取x=a,x=c即可得证。

定理5设f:[a,b]→R满足(γ,Γ)-Lipschitz条件,则式(3)成立。

证明对任意常数ε∈[0,x-a],有

对任意常数ε∈[x-c,0],

综上所述,对于任意常数ε∈[x-c,x-a],有

以下证明类似于定理4的证明,故略去。

推论3设条件同定理5,则式(7)~(9)成立。……

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