设f(x)在[0,1]上连续,且f(x)非负,试证:至少存在一点ξ∈(0,1),使得 ξf(ξ)=∫ξ1f(x)dx.

admin2017-07-26  23

问题 设f(x)在[0,1]上连续,且f(x)非负,试证:至少存在一点ξ∈(0,1),使得
    ξf(ξ)=∫ξ1f(x)dx.

选项

答案令F(x)=x∫1xf(t)dt,则F(x)在[0,1]上连续,在(0,1)内可导,且F(0)=F(1)=1.∫11f(t)dt=0.由洛尔定理,存在ξ∈(0,1),使F’(ξ)=0,即∫1ξ(t)dt+ξf(ξ)=0,故ξf(ξ)—∫ξ1f(x)dx=0.

解析 欲证ξf(ξ)=∫ξ1f(x)dx→xf(x)=∫x1f(t)dt,
  如作辅助函数F(x)=xf(x)一∫x1f(t)dt,则
    F(0)=0f(0)一∫01f(t)出≤0,  F(1)=1.f(1)一∫11f(t)dt=f(1)≥0,
难以验证F(x)在[0,1]上有F(0)<0,F(1)>0.于是,可作辅助函数F(x),使得
    F’(x)=xf(x)一∫x1f(t)dt,
  即    F’(x)=[x∫1xf(t)dt]’,
  即    F(x)=x∫1xf(t)dt,
再用洛尔定理证明.
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