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设f(x)为[一a,a]上的连续偶函数且f(x)>0,令F(x)=∫-aa|x一t|f(t)dt. (1)证明F’(x)单调增加; (2)当x取何值时,F(x)取最小值; (3)当F(x)的最小值为f(a)一a2一1时,求函数f(x).
设f(x)为[一a,a]上的连续偶函数且f(x)>0,令F(x)=∫-aa|x一t|f(t)dt. (1)证明F’(x)单调增加; (2)当x取何值时,F(x)取最小值; (3)当F(x)的最小值为f(a)一a2一1时,求函数f(x).
admin
2016-06-27
41
问题
设f(x)为[一a,a]上的连续偶函数且f(x)>0,令F(x)=∫
-a
a
|x一t|f(t)dt.
(1)证明F’(x)单调增加;
(2)当x取何值时,F(x)取最小值;
(3)当F(x)的最小值为f(a)一a
2
一1时,求函数f(x).
选项
答案
(1) F(x)=∫
-a
a
|x一t|f(t)dt=∫
-a
x
(x一t)f(t)dt+∫
x
a
(t一x)f(t)dt =x∫
-a
x
f(t)dt-∫
-a
x
tf(t)dt+∫
x
a
tf(t)dt一x∫
x
a
f(t)dt =x∫
-a
x
f(t)dt—∫
-a
x
tf(t)dt—∫
a
x
tf(t)dt+x∫
a
x
f(t)dt, F’(x)=∫
-a
x
f(t)dt+xf(x)一xf(x)-xf(x)+∫
a
x
f(t)dt+xf(x) =∫
-a
x
f(t)dt—∫
x
a
f(t)dt. 所以F”(x)=2f(x)>0,因此F’(x)为单调增加的函数. (2)因为F’(0)=∫
-a
0
f(x)dx一∫
0
a
f(x)dx,且f(x)为偶函数,所以F’(0)=0,又因为F”(0)> 0,所以x=0为F(x)的唯一极小值点,也为最小值点. (3)由2∫
0
a
tf(t)dt=f(a)一a
2
—1,两边求导得 2af(a)=f’(a)一2a, 于是 f’(x)一2xf(x)=2x, 解得 f(x)=[∫2xe
-∫2xdx
dx+C]e
-∫2xdx
=[*] 在2∫
0
a
tf(t)dt=f(a)一a
2
—1中令a=0得f(0)=1,则C=2,于是 f(x)=[*]
解析
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考研数学三
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