Основная лемма вариационного исчисления   

       Лемма. Если функция  f (x),  a ≤ x ≤ b, непрерывна и для любой непрерывной функции  h (x),  a ≤ x ≤ b,

       то  f (x) ≡ 0.

       Доказательство. Предположим противное: пусть  f (x) ≠ 0  и существует точка  х0,  a < х0 < b, такая, что  f (x) = m > 0.
       Тогда существует окрестность  (х0 – δ, х0 + δ) ⊆ [ab], в которой  f (x) > m / 2.
       Пусть  h (x)  – непрерывная функция на  [ab]  такая, что  h (x) ≥ 0  на  (х0 – δ, х0 + δ),  h (х0) > 0  и  h (х) = 0  вне  (х0 – δ, х0 + δ). Тогда

       что противоречит условию Леммы.