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Demostrar que $\max_{x\in[a,b]}|f'(x)|\geq\frac{4}{(b-a)^2}\int_a^b|f(x)|dx$

Dejemos que $f:[a,b]\to\mathbb{R}$ sea diferenciable y $f'$ es continua. Supongamos que $f(a)=f(b)=0$ , demuestran que

$$\max_{x\in[a,b]}|f'(x)|\geq\frac{4}{(b-a)^2}\int_a^b|f(x)|dx$$

Mi enfoque. Para cualquier $x$ por el teorema de Taylor hay $\xi\in(a,x)$ s.t.

$$|f(x)|=|f(a)+f'(\xi)(x-a)|\leq\max_{x\in[a,b]}|f'(x)|(x-a)$$

Por lo tanto,

$$\int_a^b |f(x)|dx\leq\max_{x\in[a,b]}|f'(x)|\int_a^bx-adx=\frac{(b-a)^2}{2}\max_{x\in[a,b]}|f'(x)|$$

Sólo puedo conseguir esto, y no sé cómo obtener $\frac{(b-a)^2}{4}$ .

2voto

Igor Rivin Puntos 11326

¿Dónde se usa eso? $f(b)=0?$ ¡¿Por qué no intentan llevar a cabo el argumento desde ambos extremos?!

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Vale, ten en cuenta que $$|f(x)| \leq \max |f^\prime(x)| (\min(x-a, b-x)).$$

Ahora integra ambos lados.

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