Soit f une fonction continue sur un segment avec .
On suppose que pour toute fonction g en escalier sur on a :
Montrer que f est la fonction nulle.
On va supposer que la fonction f n’est pas la fonction nulle et aboutir à une contradiction (un bel exemple de raisonnement par l’absurde).
Menons un raisonnement par l’absurde en supposant que la fonction f ne s’annule pas en un point de l’intervalle .
On peut alors supposer (on raisonnerait de façon rigoureusement analogue avec ).
Soit : .
La fonction f étant continue, il existe un réel strictement positif tel que pour tout réel x appartenant à , on a : , soit .
D’où : .
est un intervalle comme intersection de deux intervalles et sa longueur est non nulle.
On considère alors la fonction en escalier g définie par :
Il s’agit en fait de la fonction indicatrice de I.
Dans ces conditions on a :
L’intégrale ne peut être nulle, ce qui est absurde.
On en déduit qu’il ne peut exister tel que . La fonction f est la fonction nulle.