Рассмотрим при
следующую задачу
(Она обсуждалась на этом форуме)
Заметим, что если
-- решение, то должно быть определено
иначе правая часть уравнения не имеет смысла при
. Таким образом решение задачи следует рассматривать на промежутке не меньшем чем
Теорема. Если
то решений задача не имеет.
Доказательство разобьем на несколько утверждений.
Предположим существует решение
.
Утв. 1. Решение
на всем своем промежутке существования.
Док-во.
Предположим
-- решение. Покажем, что
. Действительно, допустим найдется точка
в которой
и
при
.
Тогда
и
возрастает в окрестности
, что невозможно. чтд
Утв. 2.
на всем своем промежутке существования.
Док-во.
Из предыдущего Утв. следует, что
следовательно решение возрастает, но т.к.
, имеем
и соответственно
. чтд
Утв. 3. Если
то решение, коль скоро оно существует, определено на
.
Док-во.
Следует из Утв. 2 и самой задачи. чтд
Док-во теоремы.
Проверим по индукции, что
при любом
и любом
. Эта формула очевидно противоречива.
Из Утв. 2 следует, что
.
Предположим, неравенство верно для
, тогда, получаем:
, тогда само уравнение дает:
чтд