Όπως σου είχα πει, θεωρούμε τη συνάρτηση:
f(x)=(x^α)+(α^x)-1, με 0<α,χ<1.
Eπειδή είναι συνεχής στο [0,1], αν δείξω ότι είναι 1-1, θα είναι γνησίως μονότονη στο [0,1]. Σε μία τέτοια περίπτωση, δεν θα είναι προφανώς γνησίως φθίνουσα, αφού
για 0<1, είναι: f(0)<f(1),
με συνέπεια να είναι γνησίως αύξουσα, οπότε: από την χ>0, ακολουθεί :
f(x)>f(0), δηλαδή το ζητούμενο.
Αν υποτεθεί ότι η f δεν είναι 1-1, αυτό σημαίνει, ότι υπάρχουν διακεκριμένοι χ1,χ2,
ώστε: f(x1)=f(x2).
Tότε όμως για τη συνάρτηση φ(χ)=f(x)-1, ισχύουν οι συνθήκες Rolle στο [χ1,χ2], οπότε η εξίσωση: Φ΄(χ)=0, θα έχει μία τουλάχιστον ρίζα στο [χ1,χ2]c[0,1]
.Συνεπώς και η ισοδύναμη της εξίσωση:
χ^α-1/α^χ=-lnα/α,
θα έχει και αυτή λύση (μία τουλάχιστον στο εν λόγω διάστημα), δηλαδή για κάποιο χ, θα είναι έγκυρη
η: χ^α-1/α^χ=-lnα/α (1)
θεωρώντας όμως την:
h(x)=x^α-1/α^x,
παρατηρούμε ότι σαν παραγωγίσιμη σε ανοικτό διάστημα (Fermat),παρουσιάζει σε αυτό μοναδικό ακρότατο και μάλιστα ολικό ελάχιστο, για x=1-α/-lnα.
Θάπρεπε λοιπόν:
h(1-α/-lnα)<, ή ίσο, του lnα/α.
Η τελευταία οδηγεί -με στοιχειώδεις πράξεις- στο άτοπο 1/lnα>0, δηλαδή στο lnα>0, δηλαδή στο α>1. Η (1) λοιπόν δεν ισχύει, με συνέπεια ή f είναι 1-1
ΣΗΜ: Στις τελευταίες πράξεις γίνεται χρήση της γνωστής ταυτοανισότητας: lnx<x-1, για χ>0, και χ: όχι 1.
Σημείωση: Το μήνυμα αυτό γράφτηκε 19 χρόνια πριν. Ο συντάκτης του πιθανόν να έχει αλλάξει απόψεις έκτοτε.