设f(x)单调增加,存在连续导数,f(0)=0,f(a)=b,g(x)与f(x)互为反函数. 证明:∫a0f(x)dx+∫b0g(x)dx=ab.

问题描述:

设f(x)单调增加,存在连续导数,f(0)=0,f(a)=b,g(x)与f(x)互为反函数.
证明:

a0
f(x)dx+
b0
g(x)dx=ab.

证明:设辅助函数F(x)=

x0
f(t)dt+
f(x)0
g(t)dt−xf(x).
因为F'(x)=f(x)+g[f(x)]f'(x)-f(x)-xf'(x)=0,
所以F(x)=C.
又 C=F(0)=0,
故 F(x)=0,F(a)=0.
又f(a)=b,
因此   
a0
f(x)dx+
b0
g(x)dx=ab

所以得证.