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第78 章 数学作业2

二、(本题满分14分)设f(x)在[01]上可导,f(0)=0,且当xe(01),0<f(x)<1。

试证明:当a(01),(5°/(x)dr)>['(x)d

我陷入思考。

表情有些凝重的思考起了这个问题。

草稿纸写满了,我再次拿出了张草稿纸,开始在纸上计算了起来。

证明:设F(x)=(5f(x)de'-5(x)dx,则F(0)=0,我只需证明F(x)>0即可。F'(x)=2f(x)](x)dx-/(x)=f(x)[25。

/(x)dx-f'(x)],因为0<f'(x)<1,

所以f(x)单调递增,又f(0)=0,所以f(x)>0。

令g(x)=2∫f(x)dx-f(x),

则g'(x)=2f(x)-2f(x)f'(x)=2f(x)[1-f'(x)]>0,因此g(x)单调递增,

又因为g(0)=0,所以g(x)>0,因此F(x)>0,F(x)单调递增,因此F(a)>F(0),

即(/(x)de)>'(x)dx.

很快,我做题做的一切如同行云流水,完全没有半点滞涩,没有半点苦恼。

四、(满分14分)设函数f(x)在闭区间[01]上具有连续导数,f(0)=0f(1)=1。证明:

lim(1.s(x)--(?)

证明:将区间[0,1]n等分,设分点x=-,则Δx=一,且

limn(1.cx--(司))-!(/(xt-2/(r,)ar)=im(21-1/()-/0x)=(.()-12).(x-x))

=lim”之/'(n.)]”(x-x)dr,n. 介于点与x,之间

-lim”(zro)(三(一门)因为x一一一,所以有下式:

-.(2)(s-.0) -1()一一-

经过三十分钟的鏖战,我终于成功的做题做到了最后的数学压轴题。

六、(本题14分)设f(x)在(一∞,+0)可导,且f(x)=f(x+2)=f(x+√3)用Fourier级

数理论证明f(x)为常数。

证明:由f(x)=f(x+2)知f(x)为以2为周期的周期函数,其Fourier系数分别为:

a_=∫f(x)cosnxxdx,b_=f(x)sinnxxdx,

由f(x)=f(x+√5)知:

a=∫f(x+√5)cosnnxdx=∫f(1)cosn(t5)di=∫f(1)(cosnxtcos√3nx +sinnxt sin √3nx)d= cos√3nr](1)cosnxtdt+sin√3nx(1)sinnxidi

因为,f(t+2)cosnm(t+2)=f(t)cosnxt,f(t+2)sinnm(t+2)=f(t)sinnt ,所以有:a?=cos√3nn]f(1)cosnnidt+sin√3nf(t)sin nxtdt

所以,an=acos√3nπ+b,sin√3nπ,同理可得b?=bcos√3nπ-asin√3nπ,

联立∫a? = a? cos√3nπ +b?sin√3nπ b?=b cos √3nπ-a_sin√3nπ,得a?=b?=0,(n=1,2,…),而f(x) 可导,

其Fourier 级数处处收敛于f(x),所以f(x)=a+∑(a,cosnx+b, sinnx) =a),其中 a, =]'(x)dx 为常数。

没一会,我就把卷子做完了,想到我的一个个同学们,

估计现在做题做的双手发软,头脑发懵,

被虐的一副开始怀疑人生的样子。

我露出了核善的笑容。

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