kaoyan1basic 高等数学 第15题

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📝 题目

### 【基础篇】第15题(选择题) 15.设 $f(x)$ 在 $[-a, a]$ 上是连续的偶函数,$a>0, g(x)=\int_{-a}^{a}|x-t| \circ f(t) \mathrm{d} t$ ,则在 $[-a, a]$ ). (A)$g(x)$ 是单调递增函数 (B)$g(x)$ 是单调递减函数 (C)$g(x)$ 是偶函数 (D)$g(x)$ 是奇函数

💡 答案解析

**答案**:C **解析**:步骤1:$g(x)=\int_{-a}^a |x-t| f(t) dt$,其中$f(t)$为偶函数。 步骤2:考虑$g(-x)=\int_{-a}^a |-x-t| f(t) dt = \int_{-a}^a |x+t| f(t) dt$,令$u=-t$,则$dt=-du$,当$t=-a$时$u=a$,$t=a$时$u=-a$,$g(-x)=\int_a^{-a} |x-u| f(-u) (-du) = \int_{-a}^a |x-u| f(u) du = g(x)$,故$g(x)$为偶函数。 **难度**:★★☆☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/3
目标:写出g(x)的表达式
由题设,g(x)=∫_{-a}^a |x-t| f(t) dt,其中f(t)为偶函数。
公式:g(x)=∫_{-a}^a |x-t| f(t) dt
提示:注意积分区间对称,被积函数含绝对值。
步骤 2/3
目标:计算g(-x)并化简
g(-x)=∫_{-a}^a |-x-t| f(t) dt = ∫_{-a}^a |x+t| f(t) dt。令u=-t,则dt=-du,积分限变为t=-a时u=a,t=a时u=-a,所以g(-x)=∫_a^{-a} |x-u| f(-u) (-du) = ∫_{-a}^a |x-u| f(-u) du。由于f是偶函数,f(-u)=f(u),故g(-x)=∫_{-a}^a |x-u| f(u) du = g(x)。
公式:g(-x)=∫_{-a}^a |x+t| f(t) dt,换元u=-t
提示:换元时注意积分限的变化和负号的处理。
步骤 3/3
目标:判断奇偶性
由g(-x)=g(x)可知,g(x)是偶函数。
公式:g(-x)=g(x)
提示:偶函数定义:f(-x)=f(x)。

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