已知f(x)连续,∫x0tf(x−t)dt=1−cosx,求∫π20f(x)dx的值.

问题描述:

已知f(x)连续,

x
0
tf(x−t)dt=1−cosx,求
π
2
0
f(x)dx
的值.

解; 令u=x-t,则当t=0时,u=x;t=x时,u=0;且du=-dt
因此

x
0
tf(x−t)dt=−
0
x
(x−u)f(u)du=
x
0
(x−u)f(u)du
=x
x
0
f(u)du−
x
0
uf(u)du=1−cosx

x
x
0
f(u)du−
x
0
uf(u)du=1−cosx
两端对x求导得:
x
0
f(u)du+xf(x)−xf(x)=sinx

即:
x
0
f(u)du=sinx

在上式中,令x=
π
2
,便得
π
2
0
f(x)dx
=sin
π
2
=1

答案解析:由已知条件
x
0
tf(x−t)dt=1−cosx
,要求
π
2
0
f(x)dx
的值,往往是要求出被积函数f(x)的表达式.而要求出被积函数的表达式,需要
x
0
tf(x−t)dt=1−cosx
两边对x求导,但由于被积函数里有f(x-t),因此必需先换元.
考试点:积分上限函数及其求导.
知识点:此题在求解到最后发现,并不一定要把f(x)的表达式求出来,只需在求出f(x)的变上限积分中令积分上限x=
π
2
就可以得出结果.所以,在做题过程中,要依据所碰到的具体问题,找到最简单的求解方法.