已知f(x)在[0,1]上连续且在(0,1)上可导,又f(0)=0,0小于等于f'(x)小于等于1,证明:

已知f(x)在[0,1]上连续且在(0,1)上可导,又f(0)=0, 0小于等于f'(x)小于等于1,证明:(定积分(0,1)f(x)dx)^2 大于等于 定积分(0,1)f^3(x)dx

(1)设f(x)=c(c为常数),则f(x)=c=f(0)=0,结论等号成立,结论成立;(2)设f(x)≠c,由于0≦f'(x)≦1,所以f(x)单调递增,所以在x∈(0,1]时,f(x)>f(0),即f(x)>0①;做辅助函数h(x)=[∫(0→x)f(t)dt]^2、g(x)=∫(0→x)[f(t)]^3dt,显然在[0,1]h(x)和g(x)连续,在(0,1)h(x)和g(x)可导,并且g'(x)=[f(x)]^3≠0,根据苛西定理,存在ξ∈(0,1),[h(1)-h(0)]/[g(1)-g(0)]=[∫(0→1)f(t)dt]^2/∫(0→1)[f(t)]^3dt=2f(ξ)∫(0→ξ)f(t)dt/[f(ξ)]^3=2∫(0→ξ)f(t)dt/[f(ξ)]^2②;由①及0≦f'(x)≦1得f(x)≥f'(x)f(x)≥0,所以对任意ξ∈(0,1),∫(0→ξ)f(x)dx≥∫(0→ξ)f'(x)f(x)dx,因定积分和自变量的符号无关,所以∫(0→ξ)f(t)dt≥∫(0→ξ)f'(t)f(t)dt=∫(0→ξ)f(t)df(t)=(1/2)[f(t)]^2|(0→ξ)=(1/2)[f(ξ)]^2,即2∫(0→ξ)f(t)dt≥[f(ξ)]^2,即2∫(0→ξ)f(t)dt/[f(ξ)]^2≥1③;由②和③即[∫(0→1)f(t)dt]^2≥∫(0→1)[f(t)]^3dt,即[∫(0→1)f(x)dx]^2≥∫(0→1)[f(x)]^3dx;结论成立(毕)。
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第1个回答  2012-12-16
不会
第2个回答  2012-12-16
啊啊啊
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