设y=f(x)在[0,+∞)上有连续的导数,f(x)的值域为[0,+∞),且f’(x)>0,f(0)=0.又x=φ(y)为y=f(x)的反函数,对于常数a>0,b>0,试证明: ∫0af(x)dx+∫0bφ(y)dy

admin2017-10-23  53

问题 设y=f(x)在[0,+∞)上有连续的导数,f(x)的值域为[0,+∞),且f’(x)>0,f(0)=0.又x=φ(y)为y=f(x)的反函数,对于常数a>0,b>0,试证明:
    ∫0af(x)dx+∫0bφ(y)dy

选项

答案设g(a)=∫0af(x)dx+∫0bφ(y)dy—ab,则g’(a)=f(a)一b.令g’(a)=0,得b=f(a),即a=φ(b).当0<a<φ(b)时,由f’(x)>0有f(a)<f[φ(b)]=b,从而知g’(a)<0;当0<φ(b)<a时有f[φ(6)]=b<f(a),从而知g’(a)>0,所以g[φ(b)]为最小值,即 g[φ(b)]=∫0φ(b)f(x)dx+∫0bφ(y)dy一φ(b)b. 由于 (g[φ(b)])’=f[φ(b)]φ’(b)+φ(b)一φ(b)一φ’(b)b =bφ’(b)+φ(b)一φ(6)一φ’(b)b≡0, 又 g[φ(0)]=∫0φ(0)f(x)dx+∫00φ(Y)dy一φ(0)0=0(因φ(0)=0), 所以g[φ(b)]≡0,从而有 g(a)=∫0af(x)dx+∫0bφ(y)dy—[*]

解析
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