∫ | a −a |
winifish 幼苗
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(Ⅰ)∵F(x)=
∫x−a(x−t)f(t)dt+
∫ax(t−x)f(t)dt
=x
∫x−af(t)dt−
∫x−atf(t)dt+
∫axtf(t)dt-x
∫axf(t)dt
∴F′(x)=
∫x−af(t)dt+xf(x)−xf(x)−xf(x)−
∫axf(t)dt+xf(x)
=
∫x−af(t)dt−
∫axf(t)dt
∴F″(x)=f(x)+f(x)=2f(x)>0,
∴F'(x)为单调增加的函数.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知F″(x)>0,因而F(x)是一个凹函数
由凹函数的性质,知F(x)的最小值点会在F′(x)=0点取到
又f(x)为偶函数
∴F′(0)=
∫0−af(x)dx−
∫a0f(x)dx=−
∫0af(−t)dt−
∫a0f(x)dx=
∫a0f(x)dx−
∫a0f(x)dx=0
∴x=0为F'(x)的唯一极小点,也为最小点.
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,F(x)最小值为F(0)=
∫a−a|t|f(t)dt=2
∫a0tf(t)dt
∴2
∫a0tf(t)dt=f(a)−a2−1
两边求导得
2af(a)=f'(a)-2a,
于是f'(x)-2xf(x)=2x,
这是一阶非齐次线性微分方程,且P(x)=-2x,Q(x)=2x
∴f(x)=e∫2xdx(∫2xe−∫2xdx+C)=Cex2−1
又由2
∫a0tf(t)dt=f(a)−a2−1,令a=0,得
f(0)=1
因此C=2
∴f(x)=2ex2−1.
点评:
本题考点: 积分上限函数及其求导;极值判定定理;一阶线性微分方程的求解.
考点点评: 此题考查了积分上限函数的导数、凹凸函数的性质以及一阶非齐次线性微分方程的求解,知识点较多,综合性比较强,但难度并不大.
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