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(2000年)设函数f(x)在[0,π]上连续,且∫0πf(x)dx=0,∫0πf(x)cosxdx=0,试证:在(0,π)内至少存在两个不同的点ξ1,ξ2,使f(ξ1)=f(ξ2)=0。
(2000年)设函数f(x)在[0,π]上连续,且∫0πf(x)dx=0,∫0πf(x)cosxdx=0,试证:在(0,π)内至少存在两个不同的点ξ1,ξ2,使f(ξ1)=f(ξ2)=0。
admin
2018-04-17
39
问题
(2000年)设函数f(x)在[0,π]上连续,且∫
0
π
f(x)dx=0,∫
0
π
f(x)cosxdx=0,试证:在(0,π)内至少存在两个不同的点ξ
1
,ξ
2
,使f(ξ
1
)=f(ξ
2
)=0。
选项
答案
令F(x)=∫
0
x
f(t)dt,0≤x≤π,有F(0)=0,由题设有F(π)=0。 又由题设∫
0
π
f(x)cosxdx=0,用分部积分,有0=∫
0
π
f(x)cosxdx=∫
0
π
cosxdF(x) =F(x)cosx|
0
π
+∫
0
π
F(x)sinxdx=∫
0
π
F(x)sinxdx, 由∫
0
π
F(x)sinxdx=0可知,必存在一个ξ∈(0,π),使得F(ξ)sinξ=0成立,否则,在(0,π)内F(x)sinx恒为正或恒为负,这与∫
0
π
F(x)sinxdx=0矛盾。 因为ξ∈(0,π),sinξ≠0,所以存在ξ∈(0,π),使得F(ξ)=0。再在区间[0,ξ]与[ξ,π]上对F(x)用罗尔定理,推知存在ξ
1
∈(0,ξ),ξ
2
∈(ξ,π)使F’(ξ
1
)=0,F’(ξ
2
)=0,即f(ξ
1
)=f(ξ
2
)=0。
解析
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0
考研数学三
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