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$f,g$ tal que $\int fg = \int f \int g$

Supongamos $f,g$ son reales con valores en $\mathbb{R}$ (y sin más restricciones aparte de la evidente exigencia de que la integral existe), entonces ¿cuándo $\displaystyle\int f(x)g(x)\,dx = \int f(x) \, dx \int g(x) \, dx$? (todas las integrales indefinidas)

Esta pregunta fue planteada en otro sitio, y me preguntaba si hay alguna de las grandes clases de funciones $f,g$ que trabajo.

Además de la solución trivial, cosas como $f(x) = e^{nx}, g(x) = e^{\frac{n}{n-1}x}$ $(n\not= 1)$ el trabajo por la inspección.

He tratado de rehacer el problema como:

$$\int F^2 - \left(\int F\right)^2 = \int G^2 - \left(\int G\right)^2$$

Con $F=f+g, G=f-g$, para introducir cierta simetría. Esto da lugar a las similitudes con la varianza de las fórmulas, pero nada más que eso.

Usando el poder de la serie de $F(x) = \displaystyle\sum_{n=0}^{\infty} a_nx^n, G(x) = \sum_{n=0}^{\infty} b_nx^n$, y el producto de cauchy, esta ecuación se reduce a:

$$\sum_{m=0}^n \frac{(n-m)(a_ma_{n-m} - b_mb_{n-m})}{(n+1)(n-m+1)}= 0\qquad \forall n\geq 0$$

Pero, de nuevo, el progreso es limitado.

Gracias de antemano!

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Matthew Scouten Puntos 2518

Diferenciar y dividir por $f(x) g(x)$, y se obtiene $$ \dfrac{1}{f(x)} \int f(x)\; dx + \dfrac{1}{g(x)} \int g(x)\; dx = 1 $$ Si $F(x) = \int f(x)\; dx$$G(x) = \int g(x)\; dx$, esto dice $$ \dfrac{d}{dx} \ln F(x) = \dfrac{F'(x)}{F(x)} = \dfrac{G'(x)}{G'(x) - G(x)}$$ y por lo tanto $$F(x) = c \exp \left( \int \dfrac{G'(x)}{G'(x) - G(x)}\; dx \right)$$ o $$ f(x) = \dfrac{c\; g(x)}{g(x) - \int g(x)\; dx} \exp \left( \int \dfrac{g(x)}{g(x) - \int g(x)\; dx}\; dx \right)$$ Desde esta fue obtenida mediante la diferenciación de la ecuación original, puede que tenga que ajustar las constantes de integración, para hacer este trabajo.

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