设f(χ),g(χ)在[0,1]上的导数连续,且f(0)=0,f′(χ)≥0,g′(χ)≥0。证明:对任何a∈[0,1],有 ∫0ag(χ)f′(χ)dχ+∫01f(χ)g′(χ)dχ≥f(a)g(1)。

admin2017-05-24  39

问题 设f(χ),g(χ)在[0,1]上的导数连续,且f(0)=0,f′(χ)≥0,g′(χ)≥0。证明:对任何a∈[0,1],有
    ∫0ag(χ)f′(χ)dχ+∫01f(χ)g′(χ)dχ≥f(a)g(1)。

选项

答案设F(χ)=∫0χg(t)f′(t)dt+∫01f(t)g′(t)dt-f(χ)g(1), 则F(χ)在[0,1]上的导数连续,并且 F′(χ)=g(χ)f′(χ)-f′(χ)g(1)=f′(χ)[g(χ)-g(1)], 由于χ∈[0,1],f′(χ)≥0,g′(χ)≥0,因此F′(χ)≤0,即F(χ)在[0,1]上单调递减。 注意到 F(1)=∫01g(t)f′(t)dt+∫01f(t)g′(t)dt-f(1)g(1), 而 ∫01g(t)f′(t)dt=∫01g(t)df(t)=g(t)f(t)|01-∫01f(t)g′(t)dt =f(1)g(1)-∫01f(t)g′(t)dt 故F(1)=0。 因此χ∈[0,1]时,F(χ)≥0,由此可得对任何a∈[0,1],有 ∫0ag(χ)f′(χ)dχ+∫01f(χ)g′(χ)dχ≥f(a)g(1)。

解析
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