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物理
[论坛资料室]你该训练一下你的数学分析了(2))

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不活性的自由基 更新于2024-11-9 14:50:08
       设函数$f(x)$在区间$[0,1]$上连续,且满足以下条件:
       • $f(0)=0$;
       • 对于任意$x\in[0,1]$,有
$$f'(x)=\int_0^x\frac{f(t)}{1+t^2}\ dt$$。
       求证:$f(x)=0$对于所有$x\in[0,1]$成立。
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5汉爱学习
8月前

划水结束,我要去写物理了


4条评论
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不活性的自由基
8月前
其实构造新函数的时候也可以构造原函数(我就是这么做的)
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不活性的自由基
8月前

诶,不对呀,那个g'(x)=f(x)是怎么得出的

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铷氟 回复 不活性的自由基
8月前

不是f(x)的二阶导吗

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不活性的自由基 回复 铷氟
8月前

没错呀,二阶导也不等于f(x)本身呀

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ETHz
6月前
怎么还有一个???
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ETHz
6月前
算了,要考试了,以后逝世……
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ETHz
5月前
根据题目条件可知,$f(x)$在区间[0,1]上连续且可导,并且$f(0)=0$。考虑函数$g(x)=f(x)^2$,我们有$g'(x)=2f(x)f'(x)$。根据题目条件可得:$$g'(x)=2f(x)f'(x)=2f(x)\int_0^x\frac{f(t)}{1+t^2}\ dt$$由于$\frac{1}{1+t^2}>0$,所以$\int_0^x\frac{f(t)}{1+t^2}\ dt$也恒大于等于0。因此$g'(x)≥0$,即函数$g(x)$在区间[0,1]上是单调递增的。另一方面,根据题目条件可得:$$g(0)=f(0)^2=0$$由于$g(x)$是单调递增的,并且在$0$处取得了最小值$0$。所以对于所有$x\in[0,1]$,有$g(x)≥0$。因此对于所有$x\in[0,1]$,有$f(x)^2=g(x)≥0$。由于$f(x)^2≥0$,所以对于所有$x\in[0,1]$,有$f(x)≥0$。另一方面,由题目条件可知$f(0)=0$,所以存在一个$\xi\in[0,1]$,使得$f(\xi)=0$。由于$f(x)$在区间[0,1]上连续,根据介值定理,对于任意$y\in[0,f(\xi)]$,存在$x_0\in[0,1]$,使得$f(x_0)=y$。结合$f(x)≥0$和$f(x_0)=y$,可知对于任意$y\in[0,f(\xi)]$都有$f(x_0)=y$。根据零点的唯一性,可知$f(x)=0$对于所有$x\in[0,1]$成立。综上所述,根据给定条件,可以得出$f(x)=0$对于所有$x\in[0,1]$成立。