Ich hole mal kurz aus (sorry), ist zu lange für einen Kommentar. Angenommen, eine glatte Funktion mit Definitionsbereich $D$ ist Lipschitzstetig, mit Lipschitzkonstante $L$. Dann gilt für jedes $x \in D$
$$|f'(x)|= \lim_{h \to 0} \frac{|f(x+h)-f(x)|}{|x+h-x|} \leq \lim_{h \to 0} L\frac{h}{h}=L $$.
Folglich gilt, dass die Lipschitzkonstante notwendigerweise
$$ \sup_{x \in D} |f'(x)| \leq L $$
erfüllen muss. Umgekehrt folgt mit dem Mittelwertsatz der Differentialrechnung
$$|f(x)-f(y)|=|f'(\xi)(x-y)| \leq |f'(\xi)| |x-y| \leq \sup_{\xi \in D}|f'(\xi)| |x-y|$$,
dass jede Funktion mit beschränkter Ableitung Lipschitz ist und $L=\sup_{\xi \in D}|f'(\xi)|$ ist EINE Lipschitzkonstante. Aus der obigen überlegung wissen wir aber, dass dies auch die kleinstmögliche (oder bestmöglichste) Lipschitzkonstante ist. Sprich wir haben
$$\sup_{\xi \in D} |f'(\xi)|=\inf \{L>0 \mid |f(x)-f(y)| \leq L |x-y| \; \forall x,y \in D \}$$.
Jedes $L' > \sup_{\xi \in D}|f'(\xi)|$ ist eine weitere Lipschitzkonstante. Für Lipschitzstetigkeit ist dies übrigens vollkommen ausreichend. Dies gilt, da
$$|f(x)-f(y)| \leq \sup_{\xi \in D} |f'(\xi)||x-y| < L'|x-y|$$
ebenfalls die Definition von Lipschitzstetigkeit erfüllt. Solange man also nicht andem konkreten Wert von $L$ interessiert ist (e.g. weil man den Banachschen Fixpunktsatz anweden mag), tut es jede Konstante $L$ oder auch $L+1$ oder auch $L'>L$, die die obige Relation erfüllt.
Punkte: 657
L=3 wäre eine richtige Antwort, aber auch L=5 oder L = 17 wäre durchaus korrekt - wozu anscheinend noch der Beweis gehört, dass bei differenzierbaren Funktionen der Betrag der Sekantensteigung niemals größer sein kann als der Betrag der Ableitung, der Beweis wird mit dem Mittelwertsatz der Differentialrechnung geführt.. Also ist L jede Zahl, die gräßergleich dem Supremum des Ableitungsbetrages ist, hier größergleich 3. ─ frank dischinger 13.06.2023 um 23:50