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@@ -79,7 +79,27 @@ |
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= f(\psi(x)) \psi'(x) - f(\varphi(x)) \varphi'(x) |
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.\end{align*} |
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\end{proof} |
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\item |
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\item Sei $f\colon [a,b] \to \R$ stetig differenzierbar mit $f(a) = 0$. |
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Beh.: |
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\[ |
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\int_{a}^{b} |f(x)f'(x)| \d x \le \frac{b-a}{2} \int_{a}^{b} f'(x)^2 \d x |
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.\] |
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\begin{proof} |
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Definiere $G(x) := \int_{a}^{x} |f'(t)| \d t $. Es folgt $G(a) = f(a) = 0$. Dann gilt |
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$\forall x \in [a,b]$: $G(x) \ge 0$ und $G(x) \ge f(x)$. |
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Außerdem ist $G'(x) = |f'(x)|$. |
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Damit folgt: |
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\begin{align*} |
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\int_{a}^{b} |f(x)f'(x)| \d x \qquad |
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&\le \qquad \int_{a}^{b} G(x)G'(x) \d x \\ |
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&= \qquad \frac{1}{2} \int_{a}^{b} (G^2(x))' \d x \\ |
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&\stackrel{G(a) = 0}{=} \qquad \frac{1}{2} G(b)^2 \\ |
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&\stackrel{G(a) = 0}{=} \qquad \frac{1}{2} \left| \int_{a}^{b} G'(x) \d x \right|^2 \\ |
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&\stackrel{\text{CSU}}{\le} \qquad \frac{1}{2} \int_{a}^{b} 1 \d x \cdot \int_{a}^{b} G'(x)^2 \d x \\ |
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&\stackrel{G'(x) = |f'(x)|}{=} \qquad \frac{b-a}{2} \cdot \int_{a}^{b} f'(x)^2 \d x |
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.\end{align*} |
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\end{proof} |
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\end{enumerate} |
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\end{aufgabe} |
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@@ -114,7 +134,7 @@ |
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Zu zeigen: $f_n$ nicht gleichmäßig konvergent. |
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Sei $\epsilon > 0$ und $n \in \N$ mit $n > \frac{\epsilon \cdot 16}{\sqrt{27} }$. Dann wähle |
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$x_0 = \frac{1}{\sqrt{3} n}$. Damit folgt |
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$x_0 = \frac{1}{\sqrt{3} n}$. Mit $f_n(x_0) = \frac{\sqrt{27} n}{16}$ folgt |
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\[ |
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|f_n(x_0) - f(x_0)| = |f_n(x_0)| |
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= \left| \frac{\sqrt{27} n}{16} \right| |
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