一道求定积分的题,如图所示,求答案的解析,谢谢!

有以下几个疑问:
关于图2
1 .中的第二行打问号的等式左边为什写成右边那个形式?主要是不明白等号右边的第二个积分是什么意思。
2 .上面第二行的被积函数f(t) 为什么到了第三行就变成了t?
关于图3
为什么在不同的区间,f(x)分段表达式是这么写呢 ?
求好心人解答,救救孩子吧!!😭

从上往下说吧,sinx,一个周期内积分是0,看图像也比较明显正负两个面积抵消了
然后第二个,因为f(x)有两个表达式,一个只在0到π上是x,另一个就是整个实数上满足f(x)=f(x-π)+sinx,你就需要用这个x-π把整个积分从π到3π降低到0到π,
所以第二个问号那前面是0到π所以f(t)=t后面需要继续降上下限就用到了公式,
再将积分拆开, ∫(π,2π)f(t-π)+sint dt就变成了 ∫(π,2π)sint dt+∫(π,2π)f(t-π)dt,
∫(π,2π)f(t-π)dt这个式子很熟悉吧,再用换元u=t-π,跟着上下限就变成了0到π,式子就变成了∫(0,π)f(u)du,因为0到π上f(x)=x,所以积分就变成了∫(0,π)udu=∫(0,π)xdx(其实和字母无关)加上前面的就是答案了,望采纳。追问

您说的大部分我都理解了,只是有一点还不明白:图3,两个不同区间上,f(x)表达式为什么不同呢?

您好像忘了解释这一点哈😄

追答

首先要明确,这个函数就是两个基本的式子,f(x)分别在0到π上是x,在实数上是f(x-π)+sinx
x在π到2π上时候,不属于f(x)=x情况,所以等于f(x-π)+sinx,此时f(x-π)中自变量(x-π)∈(0,π)所以,f(x-π)=x-π……整体替换,你可以理解成t,所以在(π,2π)上f(x)=x-π+sinx,这里要注意整体替换的概念,

再来看(2π,3π),还是不属于f(x)=x情况,
故等于f(x-π)+sinx,此时,(x-π)∈(π,2π),记为1*
那么x-π即f(x)=x-π+sinx中的x,这里方便理解,姑且令
f(t)=t-π+sint,t∈(π,2π),记为2*
其实令哪个都行,我感觉这样写得少一点- -那么x-π就是t了
带入此时f(x)=(x-π)-π+sinx+sin(x-π),注意这里的两个sinx分别是1*里的sinx和2*里面的sint,这里t=x-π,
化简f(x)=x-2π+sinx-sinx,,,sin(x-π)=-sinx
所以f(x)=x-2π x属于(2π,3π)
注一下,我这都用的开区间,没用【】,这个题没影响,如果是大题你可以注意一下,这种选择填空不阻碍理解,然后看着多实际上推到起来很快的只要熟悉了的话。
再补充一下吧,一般这种题还可以用周期性和奇偶性,这道题就可以用周期性,
f(x)=f(x-π)+sinx
所以:f(x+π)=f(x)-sinx 即:f(x)=f(x+π)+sinx
所以:f(x-π)=f(x+π) 即:f(x)=f(x+2π) =f(x-2π),f(x)是以2π为周期的周期函数
那么2π到3π的公式可以直接得到f(x)=f(x-2π)=x-2π,
这道题由于π到2π是夹在中间的没有办法直接看,就用他给的实数集上的公式推一下就好了,
希望对你有用。

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第1个回答  2019-06-16
有滴,点我的头像,,,