设函数f(x)在区间[a,b]上Riemann可积,且∫baf(x)dx<0.试证明:存在闭区间[α,β]⊂[a,b],使得当x∈[α,β]时,f(x)<0.

2023-04-27

问题描述:

设函数f(x)在区间[a,b]上Riemann可积,且
ba
f(x)dx<0.试证明:存在闭区间[α,β]⊂[a,b],使得当x∈[α,β]时,f(x)<0.


最佳答案:

证明:
利用反证法,
原命题:假设对任意区间[α,β]⊂[a,b],都存ξ∈[α,β],使f(ξ)<0,
否命题;假设对任意区间[α,β]⊂[a,b],都存ξ∈[α,β],使f(ξ)≥0,
任意分割△:a=x0<x1<…<xn=b,都存在ξi∈[xi-1,xi],使得f(ξi)≥0,
于是

ba
f(x)dx=
lim
λ(△)→0
n
k=1
f(ξi)△xk≥0,
与题设条件
ba
f(x)dx<0,矛盾.
故原命题成立,假设不成立.
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