设f(t)是可导的正函数,且f(-t)=f(t),令g(x)=∫a−a|x-t|f(t)dt,-a≤x≤a,a>0,证明

1个回答

  • 解题思路:(1)利用积分上限函数的求导公式计算可得g″(x)>0,从而可得g′(x)单调增加;(2)利用g′(x)=0可得g(x)的唯一的驻点x=0;由g″(0)>0可得f(0)为极小值,从而为最小值;(3)由g(x)的最小值=f(a)-a2-1,对a求导可得f(x)的一阶微分方程,求解即得f(t).

    (1)因为

    g(x)=

    ∫a−a|x−t|f(t)dt

    =

    ∫x−a(x−t)f(t)dt+

    ∫ax(t−x)f(t)dt

    =x

    ∫ x−af(t)dt-

    ∫x−atf(t)dt+x

    ∫ xaf(t)dt-

    ∫xatf(t)dt,

    则由积分上限函数的求导公式可得,

    g′(x)=

    ∫x−af(t)dt+

    ∫xaf(t)dt,

    g″(x)=2f(x)>0,

    所以g′(x)单调增加.

    (2)因为f(-t)=f(t),所以

    ∫xaf(t)dt

    u=−t

    .

    ∫−x−af(−u)(−du)

    f(−u)=f(u)

    .

    −∫−x−af(u)du

    =

    ∫−a−xf(t)dt,

    从而,

    g′(x)=

    ∫x−af(t)dt+

    ∫xaf(t)dt

    =

    ∫x−af(t)dt+

    ∫−a−xf(t)dt

    =

    ∫x−xf(t)dt

    =2

    ∫x0f(t)dt.

    令g′(x)=2

    点评:

    本题考点: 多元函数的最大值和最小值的求解;函数的最大值和最小值;积分上限函数及其求导;一阶线性微分方程的求解.

    考点点评: 本题综合考察了连续函数的最值、积分上限函数的求导、一阶线性微分方程的求解,综合性较强,难度适中.