2000年考研有三道真题,第八题
首先,你需要知道一个引理:
如果具有不变符号的连续函数在某个区间内积分为零,则该函数在该区间内始终等于零。
归谬法:
(1)假设f(x)在(0,π)中没有零点,连续函数f(x)sinx在(0,π)中也没有零点,所以保持不变。但由此及∫ f (x) sinxdx = 0,可以推断f(x)sinx在(0,π)中不变为零(见上面引理),这是矛盾的。
(2)假设f(x)在(0,π)中有一个零点,记为a,此时分为两种情况:
(2a)若f(x)在(0,a)和(a,π)中符号相同,则f(x)sinx在(0,π)中符号相同,但其积分为零,这样f(x)sinx在(0,π)中始终为零,但sinx在(0,π)中。
(2b)f(x)在(0,a)和(a,π)中有不同的符号。此时,函数f(x)sin(x-a)的符号在(0,π)中不变,但其积分为
∫f(x)sin(x-a)dx =(cos a)∫f(x)sinx dx-(Sina)∫f(x)cosx dx = 0。
所以从上面的引理推导出f(x)sin(x-a)在(0,π)中始终为零,但是sin(x-a)除了在(0,π)中的一点以外都不取零,所以仍然推导出f(x)始终为零,这是矛盾的。
综上所述,f(x)在(0,π)中至少有两个零。