(1)设f(x)是以T为周期的连续函数,试证明:∫0xf(t)dt可以表示为一个以T为周期的函数φ(x)与kx之和,并求出此常数k; (2)求(1)中的∫0x(t)dt; (3)以[x]表示不超过x的最大整数,g(x)=x一[x],求∫0x

admin2019-06-28  50

问题 (1)设f(x)是以T为周期的连续函数,试证明:∫0xf(t)dt可以表示为一个以T为周期的函数φ(x)与kx之和,并求出此常数k;
    (2)求(1)中的0x(t)dt;
    (3)以[x]表示不超过x的最大整数,g(x)=x一[x],求0xg(t)dt。

选项

答案(1)令φ(x)=∫0xf(t)dt一kx,考查 φ(x+T)一φ(x)=∫0x+Tf(t)dt一k(x+T)一∫0xf(t)dt+kx =∫0Tf(t)dt+∫Tx+Tf(t)dt—∫0xf(t)dt—kT. 对于其中的第二个积分,作积分变量代换,令t=u+T,有 ∫Tx+Tf(t)dt=∫0xf(u+T)du=∫0xf(u)du, ① 于是 φ(x+T)一φ(x)=∫0Tf(t)dt一kT。 可见,φ(x)为T周期函数的充要条件是 [*]

解析 (1)证明能取到常数k使∫0xft)dt一kx为周期T即可.(1)得到的表达式去求0xf(t)出即可得(2).但请读者注意,一般不能用洛必达法则求此极限,除非f(x)恒为常数.对于(3),由于g(x)不连续,如果要借用(1)的结论,需要更深一层的结论.由于g(x)可以具体写出它的分段表达式,故可直接积分再用夹逼定理即得。
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