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又一个很好的积分不等式

陈洪葛 posted @ 11 年前 in 数学分析 , 7896 阅读

f:[0,1]R是一个可微函数具有连续导数,且f(1)=0,证明:
410x2|f(x)|2dx10|f(x)|2dx+(10|f(x)|dx)2
证明:为了方便起见,我们令
A=10|f(x)|dx
由Cauchy-Schwarz不等式,我们有
LHS=4(10x2|f(x)|2dx)(10(|f(x)|+A)2dx)4(10x|f(x)||f(x)|dx+A10x|f(x)|dx)2
这时,注意到
10x|f(x)||f(x)|dx|10xf(x)dx|=1210|f(x)|2dx

10|f(x)|dx=10|1tf(x)dx|101t|f(x)|dx=10x|f(x)|dx
LHS(10|f(x)|2dx+2A10|f(x)|dx)2
于是,只要证明
(10|f(x)|2dx+2A10|f(x)|dx)2[10|f(x)|2dx+(10|f(x)|dx)2](10(|f(x)|+A)2dx)
经过简单的化简运算,就是
(10|f(x)|dx)40
显然成立。Hence we are done!


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