关于积分不等式$|f(a)| - |f(b)| \le \int^1_0|f'(x)|dx$的证明求助
嘿,我来给你梳理下思路,这个问题核心就是结合**微积分基本定理(FTC)**和绝对值的几个关键性质,一步步拆解就好啦:
先利用微积分基本定理,对于任意$a,b \in (0,1)$,我们有:
$$f(a) - f(b) = \int_b^a f'(x)dx$$回忆绝对值的三角不等式变形:$|f(a)| - |f(b)| \le |f(a) - f(b)|$,这个是三角不等式$|x - y| \ge | |x| - |y| |$的直接推论,取其中非负的一侧就得到这个式子。
把第一步的结果代入第二步,就能得到:
$$|f(a)| - |f(b)| \le \left| \int_b^a f'(x)dx \right|$$再用积分的绝对值性质:积分的绝对值不超过绝对值的积分,也就是:
$$\left| \int_b^a f'(x)dx \right| \le \int_b^a |f'(x)|dx$$
这个性质对任意可积函数都成立,这里因为$f$在$(0,1)$可导,所以$f'$可积,完全适用。最后,注意到$|f'(x)|$是非负函数,积分区间$[b,a]$(或者$[a,b]$,取决于$a$和$b$的大小)是$[0,1]$的子集,非负函数在更大区间上的积分值不会更小,因此:
$$\int_b^a |f'(x)|dx \le \int_0^1 |f'(x)|dx$$
把这几步连起来,就得到了要证明的不等式:
$$|f(a)| - |f(b)| \le \int^1_0|f'(x)|dx$$
其实每一步都是基础的微积分和绝对值性质,你可以自己再顺着推导一遍,加深理解哦~
备注:内容来源于stack exchange,提问作者user857163




