设函数f(x)在[0,π]上连续,且∫π0f(x)dx=0,∫π0f(x)cosxdx=0,试证:(0,π)内至少存在两个

2025-06-21 15:39:55
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回答1:

证明:令F(x)=

f(t)dt,0≤x≤π,有F(0)=0,
由题设有F(π)=0.
又由题设
f(x)cosxdx=0

用分部积分有
0=
f(x)cosxdx=
cosxdF(x)
=F(x)cosx
|
+
F(x)sinxdx
=
F(x)sinxdx

由积分中值定理知,存在ξ∈(0,π)使
0=
F(x)sinxdx=F(ξ)sinξ?(π?0)

因ξ∈(0,π),sinξ≠0,所以推知存在ξ∈(0,π),使得F(ξ)=0.
再在区间[0,ξ]与[ξ,π]上对F(x)用罗尔定理,推知存在ξ1∈(0,ξ),ξ2∈(ξ,π),使
F'(ξ1)=0,F'(ξ2)=0,即
f(ξ1)=0,f(ξ2)=0.