§3 积分不等式
主要知识点:Neton-Leibunitz公式,变上限积分性质,积分中值定理,分部积分公式。
范例:
设f(x)在[a,b]连续可微且f(a)= 0 ,求证:
。
证: ,所以
。两边对x积分即证。
设g(x)在[0,a]连续可微且g(0)=0,求证:
。
证:,于是有 。
设 。
证:设t[a,b],在点t处将f(x)展开成泰勒公式:
,对t积分得
设f(x)在[a,b]连续且单调增加,求证:
。
证:证法一:设 并且
。
证法二:,并利用积分第一中值定理。
证法三:对 直接应用积分第二中值定理。
设f(x)C1[a,b],f(a)= f(b)= 0 ,则:
。
证:(证法一)将f(x)分别在点a ,b 处展成泰勒公式可得:
,所以
。
(证法二)由得到,以下与证法一相同。
设f(x)C1[0,1],则: 。
证:当 时 ,必存在x 0 [0,1]使f(x 0)= 0 ,于是 ,再对x积分即证。
设f(x)C1[0,1],。求证: 。
证:(反证)假定对任意x[0,1],。则由最值定理。又由题设条件得到
,矛盾。
设,t为任意实数,求证:
。
证:注意到,运用柯西不等式即证。
设 f(x)在递增,求证:
证:先设。,故 。依次取上下极限并由的任意性即证。
再设。则对任意M > 0 ,存在A > 0 ,当x > A 时f(x)> M ,于是 , 由M的任意性即证。
注:①上述命题可以推广为:若对任意A > 0 ,f(x)在[0,A]可积,且存在,则: 。
②若将条件存在改成存在,则命题不真(如f(x) = sinx)。
设f(x)在[0,1]可微,x(0,1)时0 < f/(x)< 1,f(0)= 0 ,试证:
。
证法一:令 。
证法二:令两次应用柯西中值定理即证。
11、设f(x),p(x)在[a,b]连续,p(x)0,,试证: 。
证:令
,两边同乘以后,再在[a,b]对x积分,并注意到
即得证明。