22/07/22 20:40:27.19 gdAucGD2.net
おそらく,著者が期待している解答を以下に書きます:
定理:
Q を R^n における閉長方形とする.
f : Q → R とする.
f は Q で積分可能とする.
f が非負で, ∫_Q f = 0 ならば, f の値は,測度ゼロである Q の部分集合 D 以外の Q の点で 0 である.
f(x) > 0 for all x ∈ Q だから, f は非負である.
よって,積分の定義から簡単に分かるように, ∫_Q f ≧ 0 である.
今,仮に, ∫_Q f = 0 であると仮定してみる.
すると,上の定理により, f の値は,測度ゼロである Q の部分集合 D 以外の Q の点で 0 である.
よって, f が 0 以外の値を取るのは, D の部分集合においてである.
測度ゼロの集合の部分集合はまた測度ゼロであるから, f が 0 以外の値を取るのは測度ゼロの
集合においてである.
Q は測度ゼロではなく, f(x) ≠ 0 for all x ∈ Q であるからこれは矛盾である.