关于非负黎曼可积函数积分非负性证明的疑问
关于非负黎曼可积函数积分非负性证明的疑问
大家好,我遇到了一个关于黎曼积分的小问题,有点绕不过来,希望能得到各位的帮助🙏
说明:我用 $P_n$ 表示区间 $[a,b]$ 的划分,$m_i$ 代表函数 $f(x)$ 在子区间 $[x_{i-1}, x_i]$ 上的下确界(之前笔误写成了上确界,这里纠正下)。
问题:若函数 $f : [a, b] → \mathbb{R}$ 有界、黎曼可积,且对任意 $x \in [a, b]$ 都满足 $f(x) \geqslant 0$,证明 $\int_a^b f(x) ,dx \geqslant 0$。
我目前的思路是:因为 $f(x)$ 非负,所以每个子区间上的下确界 $m_i$ 肯定都大于等于0。那下积分 $L(P_n,f) = \sum_{i=1}^n m_i(x_i-x_{i-1})$ 要大于等于0的话,是不是需要 $\sum_{i=1}^n (x_i-x_{i-1}) \geqslant 0$ 这个前提?
如果能先证明 $L(P_n,f) \geqslant 0$,那后面推导 $\int_a^b f(x) ,dx \geqslant 0$ 就很顺了,这正是我卡壳的地方。
但题目里只给了函数有界、可积、非负这些条件,我怎么确定 $\sum_{i=1}^n (x_i-x_{i-1}) \geqslant 0$ 一定成立呢?比如如果函数是递增的我能理解,但现在没有这个条件啊。
有没有大佬能给点思路?谢谢大家!
备注:内容来源于stack exchange,提问作者isobariccc
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