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