nnosipov
Там существенное условие -- бесконечная дифференцируемость, про которую здесь ничего не сказано. На склейках разных многочленов (или степенных функций) хотя бы одна производная не существует. Поэтому мой пример уже не прокатывает.
Думается, это всё-таки подразумевалось, иначе действительно сразу банальный контрпример в виде сплайна. Подождём, что скажет сам ТС.