设f(x)有一阶连续导数,f(0)=0,f′(0)≠0,F(x)=∫x0(x2−t2)f(t)dt.当x→0时F′(x)与xk为同阶无穷小,求常数k.
问题描述:
设f(x)有一阶连续导数,f(0)=0,f′(0)≠0,F(x)=
(x2−t2)f(t)dt.当x→0时F′(x)与xk为同阶无穷小,求常数k.
∫
x
0
答
因为F(x)=
(x2−t2)f(t)dt=x2
∫
x
0
f(t)dt-
∫
x
0
t2f(t)dt,
∫
x
0
利用积分上限函数的求导公式可得,
F′(x)=2x
f(t)dt+x2f(x)−x2f(x)=2x
∫
x
0
f(t)dt.
∫
x
0
因为f(x)有一阶连续导数,f(0)=0,f′(0)≠0,
所以f(x)为x的同阶无穷小,
且
lim x→0
=f(x) x
lim x→0
=f′(0).f(x)−f(0) x−0
从而,
f(t)dt为x2的同阶无穷小,
∫
x
0
f(x)=2x
f(t)dt为x3的同阶无穷小,
∫
x
0
即:k=3.
答案解析:利用积分上限函数的求导公式可得F′(x)的表达式,利用已知条件可以确定k的值.
考试点:积分上限函数及其求导.
知识点:本题考查了积分上限函数的求导、同阶无穷小的定义与判定,综合性较强,难度系数适中.在求F′(x)时,一定要注意,由于被积函数值含有x,故不能直接求导,要先将x放到积分号之外,再求导.