f′(x)=−x+1e−x
记 F(x)=∫0xf(t)dt。原式给出 F(x)=(x+1)[f′(x)+f(x)],且代入 x=0 得 f′(0)=−1。
由 f′=(x+1)F−f,右端可导,故 f 二阶可导(零点处取右导数)。于是对原等式求导。因为 ((x+1)F)′=(x+1)2[(x+1)f−F]=−(x+1)f′,所以 f′′+(1+(x+1)1)f′=0。
令 g=f′,解得 g=(x+1)Ce−x。由 g(0)=−1 知 C=−1,故 f′(x)=−(x+1)e−x。
由第一问及 f(0)=1,f(x)=1−∫0xt+1e−tdt。因被积函数非负,所以 f(x)≤1。
当 t≥0 时,(t+1)1≤1,于是
因此 f(x)≥e−x,结论成立。