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设f(x)在[a,b]上连续且非负

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/13 19:51:02
设f(x)在[a,b]上连续且非负
证明对任意实数k,都有(∫f(x)coskxdx)^2+(∫f(x)sinkxdx)^2≤(∫f(x)dx)^2
三个都是(a,b)的定积分,
ξ1和ξ2不相等啊,一个是f (x)的中值,一个是f(x)2的中值,而且有反例,f(x)=x,a=0,b=1,(∫f(x)dx)^2等于1/4,而(b-a)∫(a到b)f^2(x)dx=1/3
对右边用柯西不等式也可以得到(∫f(x)dx)^2≤(b-a)∫(a到b)f^2(x)dx 我证得就是左右都小于(b-a)∫(a到b)f^2(x)dx,但是不能比较左右的大小...希望您进一步指点
可以根据定义来做.
将区间〔a,b〕分为等长的n个子区间.设 xi为第i个区间的中点.

pi=f(xi)coskxi,
qi=f(xi)sinkxi,
ri=f(xi).
如果我们能证明下式,两边平方和内配上子区间长度,取极限,则结论成立.
(p1+..+pn)^2+(q1+...+qn)^2<=(r1+...+rn)^2
我们知道 pi^2+qi^2 = ri^2,ri >= 0
两边展开得:
左边为
pi^2 对i求和
2pipj 对i,j求和,i<j.
qi^2 对i求和
2qiqj 对i,j求和,i<j.
右边为
ri^2 对i求和
2rirj 对i,j求和,i<j.
显然:
pi^2 对i求和 + qi^2 对i求和 = ri^2 对i求和
对剩下的,我们只需证明:任给 i<j
pipj+qiqj<= rirj
如果 ri或 rj为0,结论显然,否则,令
sinA= pi/ri,cosA=qi/ri,
sinB=pj/rj,cosB=qj/rj,
则所求证不等式为:
(sinAsinB+cosAcosB)rirj<=rirj
即cos(A-B)<=1 ,显然成立.于是原结论成立.