题目:已知f(x)在[0,+∞)连续,且0≤∫[0,x]f(t)dt≤f²(x),若存在a,b满足0≤a<b,f(a)=f(b)=0,证明:当a≤x≤b时,f(x)恒等于0.
这是我今天早上的高数考试最后一题的第一问,我当时是这样想的:
设F(x)=∫[0,x]f(t)dt,则0≤F(x)≤f²(x),又因为f(a)=f(b)=0,所以F(a)=F(b)=0(既≥0又≤0就只能=0),又因为f(x)连续,所以变上限积分F(x)可导,于是由罗尔定理,存在ξ∈(a,b),满足F'(ξ)=0,即f(ξ)=0。观察上述过程可以发现:对任意的f(x)的两个零点x1和x2,都可以用同样的方法证明存在ξ介于x1和x2之间,使得f(ξ)=0,所以f(x)的任意两个零点之间一定存在第三个零点,也就是说f(x)的零点具有“稠密性”,在此基础上,可以证明区间[a,b]上有无穷多个零点。然而即便如此,仍然无法证明[a,b]内的每一个数字都是f(x)的零点,因为稠密性≠连续性。既然如此,我觉得只要再加上f(x)的连续性这个条件,应该能够证明出来,但是我太菜了,尝试了一下还是没做出来。
希望贴吧大佬指点一下应该怎么证明,谢谢。
这是我今天早上的高数考试最后一题的第一问,我当时是这样想的:
设F(x)=∫[0,x]f(t)dt,则0≤F(x)≤f²(x),又因为f(a)=f(b)=0,所以F(a)=F(b)=0(既≥0又≤0就只能=0),又因为f(x)连续,所以变上限积分F(x)可导,于是由罗尔定理,存在ξ∈(a,b),满足F'(ξ)=0,即f(ξ)=0。观察上述过程可以发现:对任意的f(x)的两个零点x1和x2,都可以用同样的方法证明存在ξ介于x1和x2之间,使得f(ξ)=0,所以f(x)的任意两个零点之间一定存在第三个零点,也就是说f(x)的零点具有“稠密性”,在此基础上,可以证明区间[a,b]上有无穷多个零点。然而即便如此,仍然无法证明[a,b]内的每一个数字都是f(x)的零点,因为稠密性≠连续性。既然如此,我觉得只要再加上f(x)的连续性这个条件,应该能够证明出来,但是我太菜了,尝试了一下还是没做出来。
希望贴吧大佬指点一下应该怎么证明,谢谢。