 | 2025/06/05(Thu) 19:59:41 編集(投稿者)
不定積分の1つを g(t) = ∫{sin(t-a)cos(t-a)f(sin(t-a))}dt とおきます。
x > 0 の場合、平均値の定理より a < c < x+a となるcが存在して、
g(x+a)-g(a) = ((x+a)-a)g'(c) = x*sin(c-a)cos(c-a)f(sin(c-a)) となります。
0 < c-a < x ≦ π/4 なので sin(c-a) > 0, cos(c-a) > 0 ですので、
g(x+a)-g(a) = x*sin(c-a)cos(c-a)f(sin(c-a)) > 0 といえます。
ここで、0 < sin(c-a)cos(c-a) = sin(2(c-a))/2 < 2(c-a)/2 < x です。
また、f'(x) > 0 よりf(x)は単調増加なのと、
0 < sin(c-a) < c-a < x なので 0 < f(sin(c-a)) ≦ f(x) ですので、
0 < g(x+a)-g(a) ≦ (x^2)f(x) となります。
x = 0 の場合、g(x+a)-g(a) = (x^2)f(x) = 0 ですので、
0 ≦ x ≦ π/4 の範囲で 0 ≦ g(x+a)-g(a) ≦ (x^2)f(x) は成立します。
0 ≦ x ≦ π/4 < 1 なので x^2 < 1 ですので、
f(x) > (x^2)f(x) ≧ g(x+a)-g(a) = ∫[a, x+a]{sin(t-a)cos(t-a)f(sin(t-a))}dt
といえます。
# a ≧ 0 という条件は使用せず、不要となってしまっていることから、
# 私の解法は何らかの考え漏れがあるのかもしれません。
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