【正确答案】(1) 由题设,引入辅助函数ψ2(x)=x-f(x),则ψ(x)在[0,1]上连续,由已知条件.f(1)=0及[*],知
ψ(1)=1-f(1)=1>0
且[*]
所以由闭区间上连续函数的介值定理知存在一点[*],使得ψ(η)=0,即η=f(η)=0,因此存在[*],使f(η)=η.证毕.
(2) 需要引入辅助函数,但比(1)中需要更多技巧,由原函数法,将所需证明的等式中的ξ改写为x,有
f'(x)-λ[f(x)-x]=1,
即f'(x)-λf(x)=1-λx.
由一阶线性非齐次微分方程的通解公式,得
[*]
所以[f(x)-x]e-λx=C,至此,可令辅助函数为g(x)=[f(x)-x]e-λx=-ψ(x)e-λx
由已知条件及(1)中结论,知g(x)也是连续函数,且
g(0)=[f(x)-0]e0=0,g(η)=-ψ(η)e-λη=0.
由罗尔定理知存在一点ξ∈(0,η),使得g'(ξ)=0.又
g'(x)=-λe-λx[f(x)-x]+e-λx[f'(x)-1]
所以-λ[f(ξ)-ξ]+f'(ξ)-1=0
此即f'(ξ)-λ[f(ξ)-ξ]=1.
证毕.
【答案解析】[解析] 介值定理、罗尔定理.