お前らに、積分の簡単な問題を一つ出すにゃ。


 


問題 a<bとし、関数f(x)g(x)は閉区間[a,b]で(リーマン)積分可能な関数とする。


  


であるが、f(x)g(x)[a,b]で恒等的に等しくないものとする。すなわち、f≠g


このとき、


  


は成立するか。


成立するならば証明せよ。成立しないならば、反例を1つあげよ。


【ヒント】


(リーマン)積分可能な関数は、[a,b]で連続な関数とは限らない!!


 


では、


関数f(x)g(x)は閉区間[a,b]で連続な関数としたらどうか。


  


が成り立つならば、証明せよ。


【ヒント】


f≠gで、


  


であるとき、


さすがに、


  


は成立しない。


であるから、この条件のとき、


  


が成立しないことを示せばよいだろう。


f(x)g(x)[a,b]で連続だから、h(x)=f(x)−g(x)も連続で、h(x)[a,b]で恒等的に0に等しくなく、かつ、


  


となる。


このとき、


  


にならないことを示せばいいんじゃなかろうか。


さらに、出血大サービスで、


h(x)は恒等的に0に等しくなく、かつ、h(x)≧0という条件は、


  


というcが存在すると言い換えることができる。


h(x)は連続なので、cの近傍(caまたはbであるときは片側近傍)で


  


となるにゃ。


なお、δ>0だケロ。


 


これだけヒントを出してやったのだから、ちゃんと証明しろよな。