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新的广义Ostrowski型不等式的加强*

2022-01-23时统业曾志红

关键词:恒等式有界二阶

时统业,曾志红

(1.海军指挥学院,江苏 南京 211800;2.广东第二师范学院学报编辑部,广东 广州 510303)

0 引 言

1938 年,Ostrowski[1]证明了著名的不等式

Ostrowski不等式理论在近似理论、概率论和数值积分中有着广泛应用 .自 1975 年 Milovanović[2]给出式(1)的推广以后的几十年来,学者们建立了涉及各种类型积分、各种类型的凸函数、各种空间、高阶导数、权函数和带有扰动的Ostrowski型不等式,有关Ostrowski不等式的改进和推广见文献[2-11].

2002年,通过建立带有Peano型核的Montgomery 型积分恒等式(下面的引理 1),Cerone[12]建立了一类新的Ostrowski型不等式,与其他文献不同的是,给出了f(x)与覆盖区间[a,b]的区间[a,x],[x,b]上的函数平均值的加权算术平均的偏离的界.

引理 1[12]设f:[a,b]→ R 是绝对连续函数,则对任意的和任意x∈ (a,b)有

定理 1[12]设是绝对连续函数,且则对任意的和任意x∈ (a,b)有

Qayyum等[13]通过建立带有Peano型核并带有参数的涉及一阶导数的Montgomery型积分恒等式,给出式(2)的推广;Qayyum等[14]通过建立带有加权Peano型核的涉及一阶导数的Montgomery型积分恒等式,给出式(2)的加权推广;Qayyum 等[15]通过建立涉及二阶导数的积分恒等式(下面的引理2),在二阶导函数有界的情况下,得到式(2)的带有扰动的推广.

引 理 2[15]设二 阶 可 微 ,且f″在[a,b]上 可 积 ,则 对 任 意 的λ∈[0,1]和 任 意x∈ (a,b)有

定理 2[15]设二阶可微,且则 对 任 意 的和 任 意x∈ (a,b)有

Qayyum等[16]又把式(2)和(3)推广到n阶可微函数;Alshanti[17]通过建立新的带有加权 Peano 型核的积分恒等式,在二阶导函数有界的情况下又对式(3)作 了 加 权 推 广 ;Qayyum 等[18]通 过 建 立 带 有Peano型核并带有参数的涉及二阶导数的Montgomery型积分恒等式,给出式(3)的推广;Qayyum等[19]又把这个结果推广到n阶可微函数;Jiang等[20]还将式(2)推广到时间尺度上.

本文将借助引理1和2中的积分恒等式,仿照Cheng 和 Sun[21]有关引入参数求最值的方法,在式(2)和(3)的右边都减去了一个非负项,给出式(2)和(3)的加强.为方便起见,引入记号

1 主要结果

因为f是绝对连续函数,且∞,所以也是绝对连续函数,且应用已证结论,则式(4)的左边不等式得证.

推论1设条件同定理3,则对任意的和任意的x∈(a,b)有

推论2设条件同定理3,则对任意的x∈(a,b)有

从而有Ostrowski不等式的加强:

其中

推论4 设条件同定理4,则对任意的x∈(a,b)有

式(10)是式(3)的加强.

接下来的证明类似于定理4,故略去.

推论6设条件同定理5,则有式(9)成立.

推论 7设f:[a,b]→R可微,且f′满足M-Lipschitz条件,即存在常数M,使得对于任意t,s∈ [a,b]有则有

其中

因为当m≤f″(t)≤M时,有对应用已证结论,则式(11)的左边不等式得证.

式(14)是式(3)的加强.

接下来的证明类似于定理6,故略去.

推论 11 设f:[a,b]→ R 可微,且f′满足M-Lipschitz条件,即存在常数M,使得对于任意t,s∈[a,b]有则对任意的和 任意的x∈ (a,b)有

2 结束语

本文加强了已有的利用一阶导数对函数值与覆盖整个区间的2个区间上函数平均值组合之差的估计结果,分别在二阶导数有界和一阶导数满足Lipschitz条件的情况下,给出已有扰动的结果的加强.用引入参数求最值的方法,还可以继续做对应于经典Ostrowski不等式的推广研究,将式(2)和式(3)推广到各种类型的积分,以及各种类型凸函数和各种空间等.

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