Σελίδα 1 από 1

Φράγμα ολοκληρώματος

Δημοσιεύτηκε: Τετ Νοέμ 16, 2016 12:53 am
από ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΣΤΑΥΡΟΣ
Εστω f:[0,\infty )\rightarrow \mathbb{R} συνεχής συνάρτηση ώστε

\left | f(t) \right |\leq \left | t \right |,\left | f(t) \right |\leq \frac{2}{\left | t \right |^{\frac{3}{2}}} για κάθε t> 0

Να δείξετε ότι για κάθε a> 0 ισχύει

\int_{0}^{1}\frac{\left | f(at) \right |^{2}}{t}dt\leq \frac{5}{6}\sqrt[5]{16}

Re: Φράγμα ολοκληρώματος

Δημοσιεύτηκε: Τετ Νοέμ 16, 2016 8:32 am
από Mihalis_Lambrou
ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΣΤΑΥΡΟΣ έγραψε:Εστω f:[0,\infty )\rightarrow \mathbb{R} συνεχής συνάρτηση ώστε

\left | f(t) \right |\leq \left | t \right |,\left | f(t) \right |\leq \frac{2}{\left | t \right |^{\frac{3}{2}}} για κάθε t> 0

Να δείξετε ότι για κάθε a> 0 ισχύει

\int_{0}^{1}\frac{\left | f(at) \right |^{2}}{t}dt\leq \frac{5}{6}\sqrt[5]{16}
Η αλλαγή μεταβλητής at=u δίνει

\displaystyle {I = \int_{0}^{a}\frac{\left | f(u) \right |^{2}}{u}du \leq \int_{0}^{\infty }\frac{\left | f(u) \right |^{2}}{u}du=   \int_{0}^{\sqrt [5]4 }\frac{\left | f(u) \right |^{2}}{u}du+ \int_{\sqrt [5]4}^{\infty }\frac{\left | f(u) \right |^{2}}{u}du

\displaystyle {\le    \int_{0}^{\sqrt [5]4 }\frac{|u|^2}{u}du+ \int_{\sqrt [5]4}^{\infty }\frac{\left |\frac {2}{\left | u \right |^{\frac{3}{2}}} \right |^{2}}{u}du= \int_{0}^{\sqrt [5]4 }u \, du+ \int_{\sqrt [5]4}^{\infty }\frac{4}{u^4}du

\displaystyle {=  \frac {\sqrt [5]{16} }{2} +\frac {\sqrt [5]{16} }{3} = \frac{5}{6}\sqrt[5]{16}

'Οπως θέλαμε.

Προσθέτω ότι εύκολα βρίσκουμε παράδειγμα συνάρτησης που δίνει το αριστερό μέλος όσο κοντά θέλουμε στο δεξί. Δηλαδή το δεξί μέλος είναι το βέλτιστο δυνατό.

Edit: Έκανα μικρή διόρθωση στην τελαυταία παράγραφο.