Aufgabe:
Text erkannt:
Seien a,b∈R,a<b a, b \in \mathbb{R}, a<b a,b∈R,a<b, sowie eine stetige Funktion f : [a,b]→R f:[a, b] \rightarrow \mathbb{R} f : [a,b]→R gegeben. Beweisen Sie die folgende Aussage: Falls für alle stetigen Funktionen g : [a,b]→R g:[a, b] \rightarrow \mathbb{R} g : [a,b]→R mit g(a)=g(b)=0 g(a)=g(b)=0 g(a)=g(b)=0 gilt dass ∫abf(x)g(x)dx=0 \int \limits_{a}^{b} f(x) g(x) \mathrm{d} x=0 a∫bf(x)g(x)dx=0, dann ist f(x)=0 f(x)=0 f(x)=0 für alle x∈[a,b] x \in[a, b] x∈[a,b].
Problem/Ansatz:
Sei f(x)≠0f(x)\neq 0f(x)=0 für ein x∈[a,b]x\in [a,b]x∈[a,b].
Sei x0∈(a,b)x_0\in (a,b)x0∈(a,b) mit o.B.d.A. f(x0)>0f(x_0) > 0f(x0)>0.
Seien x1,x2∈(a,b)x_1,x_2 \in (a,b)x1,x2∈(a,b) mit x1<x0<x2x_1 < x_0 < x_2x1<x0<x2 und f(x)>0f(x) > 0f(x)>0 für alle x∈[x1,x2]x \in \left[x_1,x_2\right]x∈[x1,x2].
Sei g : [a,b]→Rg:[a,b]\to \mathbb{R}g : [a,b]→R mit
g(x)={(x−x1)(x−x2)x∈[x1,x2]0sonst.g(x) = \begin{cases}\left(x-x_1\right)\left(x-x_2\right)&x\in \left[x_1,x_2\right]\\0&\text{sonst.}\end{cases}g(x)={(x−x1)(x−x2)0x∈[x1,x2]sonst.
Dann ist ∫abf(x)g(x) dx≠0 \int \limits_{a}^{b} f(x) g(x)\,\mathrm{d} x\neq 0 a∫bf(x)g(x)dx=0.
Oder g = f* (x-a)*(b-x)
Funktionssymbole die nicht verraten, auf welche Variable(n) sie sich beziehen, haben keinen Sinn.
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