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(2011•北京模拟)设f(x)在区间[0,1]上连续,试证明存在ξ∈(0,1),使∫ξ0f(t)dt=(1-ξ)f(ξ).

题目详情
(2011•北京模拟)设f(x)在区间[0,1]上连续,试证明存在ξ∈(0,1),使
ξ
0
f(t)dt=(1-ξ)f(ξ).
▼优质解答
答案和解析
证明:令φ(x)=
x
0
f(t)dt−x
x
0
f(t)dt,则有
φ(0)=φ(1)=0,
故φ(x)在[0,1]上满足罗尔定理,
从而可知,存在ξ∈(0,1)使得φ′(ξ)=0,
即:f(ξ)−
ξ
0
f(t)dt−ξf(ξ)=0
从而
ξ
0
f(t)dt=(1−ξ)f(ξ).
为证明ξ的唯一性,用反证法.
设存在ξ1<ξ2,ξ1,ξ2∈(0,1)使得
ξ1
0
f(t)dt=(1−ξ1)f(ξ1),①
ξ2
0
f(t)dt=(1−ξ2)f(ξ2).②
两式相减,①-②可得:
ξ2
ξ1
f(t)dt=(1−ξ2)f(ξ2)−f(ξ1)−(ξ2−ξ1)f(ξ1).
由已知条件知左边为正,右边为负,矛盾,
所以结论成立.