微積分證明題

2015-06-25 5:58 am
令 f:[0,1]→R 為一連續可微函數,若對所有的連續可微函數 g:[0,1]→R,
∫(從0積分到1) f(x)g(x)dx=0均成立。請證明f=0

回答 (4)

2015-06-26 8:41 am
✔ 最佳答案
不保證絕對嚴謹、正確
若存在[0,1]內實數A1,使得f(A1)>0
則因為f(x)連續可微
必定存在相異實數0≦A2≦1
使得對所有A2≦x≦A3,f(x)>0恆成立
於是假設
g(x)=1, when A2≦x≦A3
g(x)=0, otherwise

∫(0~1) f(x)g(x)dx
=∫(A2~A3) f(x)dx>0→與題幹矛盾
→「存在[0,1]內實數A1,使得f(A1)>0」前提錯誤
→同理可推得「存在[0,1]內實數B1,使得f(B1)<0」錯誤
→依據三一律,知f(x)=0在[0,1]內恆成立,得證

2015-06-26 00:43:39 補充:
更正
"必定存在相異實數0≦A2≦1"
改為
"必定存在相異實數0≦A2

2015-06-26 00:45:13 補充:
我知道了
它的系統把我的符號吃掉了:
再改一下囉:必定存在相異實數0≦A2小於A1小於A3≦1

2015-06-26 21:26:26 補充:
抱歉,我今天也突然想到我的瑕疵:
修改如下
假設
g(x)=(x-A2)²(x-A3)², when A2≦x≦A3
g(x)=0, otherwise
以下相同
參考: 所見所聞,所思所學
2015-06-26 5:22 pm
1. 此題若刪除可微是依然成立的,畢竟定積分於 [0,1]只要連續就夠了。
2. 萱萱的證明有重大瑕疵,你取的g(x)不是連續函數,故沒有造成預期的矛盾,但是這可以輕易修正好的。
2015-06-25 7:09 pm
取 g = f, 則, 依假設, 得 ∫_[0,1] (f(x))^2 dx = 0

若 f(x0) ≠ 0 for some x0 in [0,1], 則存在 d > 0 使得 |f(x)| > = |f(x0)|/2 for all
x in [x0-d,x0+d]∩[0,1]., 則 ∫_[0,1] (f(x))^2 dx > 0, 矛盾.

故 f(x) = 0 for all x in [0,1].


好像沒用到 '可微"? 我有哪裡弄錯嗎?
2015-06-25 6:12 am
我相信是要用反證法:
假如有 f ≠ 0,找出有 g:[0,1] → ℝ 使得 ∫(從0積分到1) f(x)g(x)dx ≠ 0

2015-06-25 21:05:29 補充:
嗯...似乎「連續」已經足夠?


收錄日期: 2021-05-04 01:57:23
原文連結 [永久失效]:
https://hk.answers.yahoo.com/question/index?qid=20150624000015KK12154

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