已知f(x)在【a,b】上连续,且f(x)与xf(x)在此区间积分值都为0,求证f(x)=0在【a,b】上至少有两不等实根。
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假设f(x)在(a,b)上恒不等于0,则f(x)在(a,b)内恒正或恒负
由
积分不等式
性质有
f(x)在(a,b)上的积分大于0或小于0.
这与f(x)在[a,b]上的
定积分
==0矛盾。故存在一点x1在(a,b)上,使f(x1)=0.
假设
f(x)在(a,b)内有一个零点x1,则
f(x)在[a,b]上的定积分
是等于f(x)在(a,x1)上的定积分
加上
f(x)在(x1,b)上的定积分
且f(x)在(a,x1)与(x1,b)每个区间内不变号。
故有
f(x)在(a,x1)上的定积分
与
f(x)在(x1,b)上的定积分
互为相反数,而且不等于0.
从而f(x)在x1两边异号,所以
g(x)=(x
-
x1)×f(x)在两边同号,即g(x)在(a,b)内除一个零点x1外恒正或恒负,由g(x)的连续性可得
g(x)在[a,b]上的定积分
不等于零。
但是
g(x)在[a,b]上的定积分
是等于
xf(x)在[a,b]上的定积分
加上
x1倍的f(x)在[a,b]上的定积分,那么
g在[a,b]的定积分等于0。
矛盾,故在(a,b)内至少存在两点m,n,使得f(x)=0
很多符号不好打出来,见谅哈
由
积分不等式
性质有
f(x)在(a,b)上的积分大于0或小于0.
这与f(x)在[a,b]上的
定积分
==0矛盾。故存在一点x1在(a,b)上,使f(x1)=0.
假设
f(x)在(a,b)内有一个零点x1,则
f(x)在[a,b]上的定积分
是等于f(x)在(a,x1)上的定积分
加上
f(x)在(x1,b)上的定积分
且f(x)在(a,x1)与(x1,b)每个区间内不变号。
故有
f(x)在(a,x1)上的定积分
与
f(x)在(x1,b)上的定积分
互为相反数,而且不等于0.
从而f(x)在x1两边异号,所以
g(x)=(x
-
x1)×f(x)在两边同号,即g(x)在(a,b)内除一个零点x1外恒正或恒负,由g(x)的连续性可得
g(x)在[a,b]上的定积分
不等于零。
但是
g(x)在[a,b]上的定积分
是等于
xf(x)在[a,b]上的定积分
加上
x1倍的f(x)在[a,b]上的定积分,那么
g在[a,b]的定积分等于0。
矛盾,故在(a,b)内至少存在两点m,n,使得f(x)=0
很多符号不好打出来,见谅哈
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