kaoyan1basic 高等数学 第7题

教材习题

📝 题目

### 【基础篇】第7题(选择题) 7.设函数 $g(x)$ 在 $\displaystyle \left[0, \frac{\pi}{2}\right]$ 上连续,若在 $\displaystyle \left(0, \frac{\pi}{2}\right)$ 内 $g^{\prime}(x) \geqslant 0$ ,则对任意的 $\displaystyle x \in\left(0, \frac{\pi}{2}\right)$ ,有 . (A) $\displaystyle \int_{x}^{\frac{\pi}{2}} g(t) \mathrm{d} t \geqslant \int_{x}^{\frac{\pi}{2}} g(\sin t) \mathrm{d} t$ (B) $\int_{x}^{1} g(t) \mathrm{d} t \leqslant \int_{x}^{1} g(\sin t) \mathrm{d} t$ (C) $\int_{x}^{1} g(t) \mathrm{d} t \geqslant \int_{x}^{1} g(\sin t) \mathrm{d} t$ (D) $\displaystyle \int_{x}^{\frac{\pi}{2}} g(t) \mathrm{d} t \leqslant \int_{x}^{\frac{\pi}{2}} g(\sin t) \mathrm{d} t$

💡 答案解析

**答案**:D **解析**: 步骤1:$g'(x)\geq0$在$(0,\pi/2)$内,故$g$单调递增。 步骤2:在$(0,\pi/2)$内,$t\geq \sin t$(因为$t-\sin t\geq0$),且$g$递增,故$g(t)\geq g(\sin t)$。 步骤3:积分不等式:$\int_x^{\pi/2} g(t)dt \geq \int_x^{\pi/2} g(\sin t)dt$,但需注意积分变量与函数自变量一致。选项D为$\int_x^{\pi/2} g(t)dt \leq \int_x^{\pi/2} g(\sin t)dt$,与推导相反。 步骤4:由于$t\geq \sin t$且$g$增,$g(t)\geq g(\sin t)$,故$\int_x^{\pi/2} g(t)dt \geq \int_x^{\pi/2} g(\sin t)dt$,对应选项A。但题目要求选正确选项,A为$\int_x^{\pi/2} g(t)dt \geq \int_x^{\pi/2} g(\sin t)dt$,故A正确。 **难度**:★★★☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/5
目标:分析函数单调性
由条件,在(0, π/2)内g'(x) ≥ 0,故g(x)在[0, π/2]上单调递增。
公式:g'(x) ≥ 0 ⇒ g(x)单调递增
提示:注意区间端点连续,单调性可推广到闭区间。
步骤 2/5
目标:比较t与sin t的大小
在(0, π/2)内,t > sin t,因为令h(t)=t-sin t,h'(t)=1-cos t ≥ 0,且h(0)=0,故h(t)≥0。
公式:t ≥ sin t,当t∈[0, π/2]
提示:常用不等式:x≥sin x (x≥0)。
步骤 3/5
目标:利用单调性比较函数值
由于g单调递增且t ≥ sin t,所以g(t) ≥ g(sin t) 对任意t∈[0, π/2]成立。
公式:t ≥ sin t 且 g递增 ⇒ g(t) ≥ g(sin t)
步骤 4/5
目标:应用积分不等式
对不等式g(t) ≥ g(sin t)在区间[x, π/2]上积分,积分限从x到π/2,由于积分保序性,得到∫_x^{π/2} g(t) dt ≥ ∫_x^{π/2} g(sin t) dt。
公式:若f(t) ≥ h(t)在[a,b]上,则∫_a^b f(t) dt ≥ ∫_a^b h(t) dt
提示:注意积分变量与函数自变量一致,此处t为积分变量。
步骤 5/5
目标:选择正确选项
比较选项,选项A为∫_x^{π/2} g(t) dt ≥ ∫_x^{π/2} g(sin t) dt,与推导结果一致,故A正确。
提示:注意选项D的不等号方向相反。

📷 拍照上传批改

拍照上传批改功能已预留入口,后续接入图片上传、OCR识别与AI批改。