设f(x)在[a,b]连续且f′(x)>0,证明∫(a,b) xf(x)dx≥(a+b)/2 ∫(a,b)f(x)dx

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/05/01 22:44:26
设f(x)在[a,b]连续且f′(x)>0,证明∫(a,b) xf(x)dx≥(a+b)/2 ∫(a,b)f(x)dx

设f(x)在[a,b]连续且f′(x)>0,证明∫(a,b) xf(x)dx≥(a+b)/2 ∫(a,b)f(x)dx
设f(x)在[a,b]连续且f′(x)>0,证明∫(a,b) xf(x)dx≥(a+b)/2 ∫(a,b)f(x)dx

设f(x)在[a,b]连续且f′(x)>0,证明∫(a,b) xf(x)dx≥(a+b)/2 ∫(a,b)f(x)dx
构造函数:F(u)=2∫[a--->u] xf(x)dx-(a+u)∫[a--->u]f(x)dx,u∈[a,b],显然有F(a)=0
F'(u)=2uf(u)-∫[a--->u]f(x)dx-(a+u)f(u)
=uf(u)-af(u)-∫[a--->u]f(x)dx
=f(u)(u-a)-∫[a--->u]f(x)dx
由积分中值定理:∫[a--->u]f(x)dx=f(ξ)(u-a),a<ξ=f(u)(u-a)-f(ξ)(u-a)
=[f(u)-f(ξ)](u-a)
由于a<ξ0,函数为增函数,则 f(u)>f(ξ)
因此[f(u)-f(ξ)](u-a)>0,即F(u)为增函数,则F(u)>F(a)=0
即:2∫[a--->u] xf(x)dx-(a+u)∫[a--->u]f(x)dx>0
令u=b,得:2∫[a--->b] xf(x)dx-(a+b)∫[a--->b]f(x)dx
即:∫(a,b) xf(x)dx≥(a+b)/2 ∫(a,b)f(x)dx