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    <title>Problems on Oliver Hudson</title>
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    <description>Recent content in Problems on Oliver Hudson</description>
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      <title>HMMT 2002 Calculus #10: Integrating Without Finding f</title>
      <link>https://oliverhudson.com/problems/hmmt-2002-calculus-10/</link>
      <pubDate>Wed, 21 Oct 2026 16:25:44 +0000</pubDate>
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      <description>&lt;p&gt;&lt;strong&gt;Problem&lt;/strong&gt; (Harvard–MIT Mathematics Tournament, March 2002, Calculus #10). A continuous real function &lt;link rel=&#34;stylesheet&#34; href=&#34;https://cdn.jsdelivr.net/npm/katex@0.16.22/dist/katex.min.css&#34; crossorigin=&#34;anonymous&#34;&gt;&lt;span class=&#34;katex&#34;&gt;&lt;span class=&#34;katex-mathml&#34;&gt;&lt;math xmlns=&#34;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&#34;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&#34;application/x-tex&#34;&gt;f&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;katex-html&#34; aria-hidden=&#34;true&#34;&gt;&lt;span class=&#34;base&#34;&gt;&lt;span class=&#34;strut&#34; style=&#34;height:0.8889em;vertical-align:-0.1944em;&#34;&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;mord mathnormal&#34; style=&#34;margin-right:0.10764em;&#34;&gt;f&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt; satisfies the identity &lt;span class=&#34;katex&#34;&gt;&lt;span class=&#34;katex-mathml&#34;&gt;&lt;math xmlns=&#34;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&#34;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo stretchy=&#34;false&#34;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo stretchy=&#34;false&#34;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;3&lt;/mn&gt;&lt;mi&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo stretchy=&#34;false&#34;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo stretchy=&#34;false&#34;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&#34;application/x-tex&#34;&gt;f(2x) = 3f(x)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;katex-html&#34; aria-hidden=&#34;true&#34;&gt;&lt;span class=&#34;base&#34;&gt;&lt;span class=&#34;strut&#34; style=&#34;height:1em;vertical-align:-0.25em;&#34;&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;mord mathnormal&#34; style=&#34;margin-right:0.10764em;&#34;&gt;f&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;mopen&#34;&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;mord&#34;&gt;2&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;mord mathnormal&#34;&gt;x&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;mclose&#34;&gt;)&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;mspace&#34; style=&#34;margin-right:0.2778em;&#34;&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;mrel&#34;&gt;=&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;mspace&#34; style=&#34;margin-right:0.2778em;&#34;&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;base&#34;&gt;&lt;span class=&#34;strut&#34; style=&#34;height:1em;vertical-align:-0.25em;&#34;&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;mord&#34;&gt;3&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;mord mathnormal&#34; style=&#34;margin-right:0.10764em;&#34;&gt;f&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;mopen&#34;&gt;(&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;mord mathnormal&#34;&gt;x&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;mclose&#34;&gt;)&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt; for all &lt;span class=&#34;katex&#34;&gt;&lt;span class=&#34;katex-mathml&#34;&gt;&lt;math xmlns=&#34;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&#34;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&#34;application/x-tex&#34;&gt;x&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;katex-html&#34; aria-hidden=&#34;true&#34;&gt;&lt;span class=&#34;base&#34;&gt;&lt;span class=&#34;strut&#34; style=&#34;height:0.4306em;&#34;&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;mord mathnormal&#34;&gt;x&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;. If &lt;span class=&#34;katex&#34;&gt;&lt;span class=&#34;katex-mathml&#34;&gt;&lt;math xmlns=&#34;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&#34;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msubsup&gt;&lt;mo&gt;∫&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msubsup&gt;&lt;mi&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo stretchy=&#34;false&#34;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo stretchy=&#34;false&#34;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;mtext&gt; &lt;/mtext&gt;&lt;mi&gt;d&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&#34;application/x-tex&#34;&gt;\int_0^1 f(x)\,dx = 1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;katex-html&#34; aria-hidden=&#34;true&#34;&gt;&lt;span class=&#34;base&#34;&gt;&lt;span class=&#34;strut&#34; style=&#34;height:1.3648em;vertical-align:-0.3558em;&#34;&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;mop&#34;&gt;&lt;span class=&#34;mop op-symbol small-op&#34; style=&#34;margin-right:0.19445em;position:relative;top:-0.0006em;&#34;&gt;∫&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;msupsub&#34;&gt;&lt;span class=&#34;vlist-t vlist-t2&#34;&gt;&lt;span class=&#34;vlist-r&#34;&gt;&lt;span class=&#34;vlist&#34; 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aria-hidden=&#34;true&#34;&gt;&lt;span class=&#34;base&#34;&gt;&lt;span class=&#34;strut&#34; style=&#34;height:1.3648em;vertical-align:-0.3558em;&#34;&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;mop&#34;&gt;&lt;span class=&#34;mop op-symbol small-op&#34; style=&#34;margin-right:0.19445em;position:relative;top:-0.0006em;&#34;&gt;∫&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;msupsub&#34;&gt;&lt;span class=&#34;vlist-t vlist-t2&#34;&gt;&lt;span class=&#34;vlist-r&#34;&gt;&lt;span class=&#34;vlist&#34; style=&#34;height:1.009em;&#34;&gt;&lt;span style=&#34;top:-2.3442em;margin-left:-0.1945em;margin-right:0.05em;&#34;&gt;&lt;span class=&#34;pstrut&#34; style=&#34;height:2.7em;&#34;&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;sizing reset-size6 size3 mtight&#34;&gt;&lt;span class=&#34;mord mtight&#34;&gt;1&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span style=&#34;top:-3.2579em;margin-right:0.05em;&#34;&gt;&lt;span class=&#34;pstrut&#34; style=&#34;height:2.7em;&#34;&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;sizing reset-size6 size3 mtight&#34;&gt;&lt;span class=&#34;mord mtight&#34;&gt;2&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;vlist-s&#34;&gt;​&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;vlist-r&#34;&gt;&lt;span class=&#34;vlist&#34; 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aria-hidden=&#34;true&#34;&gt;&lt;span class=&#34;base&#34;&gt;&lt;span class=&#34;strut&#34; style=&#34;height:0.4306em;&#34;&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;mord mathnormal&#34;&gt;x&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;mspace&#34; style=&#34;margin-right:0.2778em;&#34;&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;mrel&#34;&gt;=&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;mspace&#34; style=&#34;margin-right:0.2778em;&#34;&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;base&#34;&gt;&lt;span class=&#34;strut&#34; style=&#34;height:0.6444em;&#34;&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;mord&#34;&gt;2&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;mord mathnormal&#34;&gt;u&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;, so &lt;span class=&#34;katex&#34;&gt;&lt;span class=&#34;katex-mathml&#34;&gt;&lt;math xmlns=&#34;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&#34;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;d&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mtext&gt; &lt;/mtext&gt;&lt;mi&gt;d&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;u&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&#34;application/x-tex&#34;&gt;dx = 2\,du&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;katex-html&#34; aria-hidden=&#34;true&#34;&gt;&lt;span class=&#34;base&#34;&gt;&lt;span class=&#34;strut&#34; style=&#34;height:0.6944em;&#34;&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;mord mathnormal&#34;&gt;d&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;mord mathnormal&#34;&gt;x&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;mspace&#34; style=&#34;margin-right:0.2778em;&#34;&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;mrel&#34;&gt;=&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;mspace&#34; style=&#34;margin-right:0.2778em;&#34;&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;base&#34;&gt;&lt;span class=&#34;strut&#34; style=&#34;height:0.6944em;&#34;&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;mord&#34;&gt;2&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;mspace&#34; style=&#34;margin-right:0.1667em;&#34;&gt;&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;mord mathnormal&#34;&gt;d&lt;/span&gt;&lt;span class=&#34;mord mathnormal&#34;&gt;u&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;:&lt;/p&gt;</description>
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