
令 $G(x)=e^{-\lambda x}\left[f'(x)-f(a)\right]$,则 $G(x)$ 在 $(-\zeta,\zeta)$ 上连续可导且 $G(-\zeta)=G(\zeta)=0$
由罗尔中值定理知,$\exists\eta\in(-\zeta,\zeta)\subseteq(-a,a)$,使得 $G'(\eta)=0$
即 $e^{-\lambda\eta}\left[f''(\eta)-\lambda f'(\eta)+\lambda f(a)\right]=0$
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(1) 令 $F(x) = f(x) - x f(a)$,则 $F'(x) = f'(x) - f(a)$。
$$F(0) = f(0) - 0 \cdot f(a) = 0$$
$$\begin{aligned}
\int_0^a F(x) dx &= \int_0^a [f(x) - x f(a)] dx \\
&= \int_0^a f(x) dx - f(a) \int_0^a x dx \\
&= \frac{1}{2}a^2 f(a) - f(a) \cdot \left[ \frac{1}{2}x^2 \right]_0^a \\
&= \frac{1}{2}a^2 f(a) - \frac{1}{2}a^2 f(a) \\
&= 0
\end{aligned}$$
根据积分中值定理,必然存在一点 $c \in (0, a)$,使得:
$$F(c)(a - 0) = \int_0^a F(x) dx = 0 \Rightarrow F(c) = 0$$
再利用罗尔中值定理即得。
(2) 等有缘人做一下。