题目
设 f(x) 为已知连续函数,I=int_(0)^(s)/(x) xf(tx) , dt,其中 x>0, s>0,则 I 的值[ ]A. 依赖于 s 和 tB. 依赖于 s, t 和 xC. 依赖于 t 和 x,不依赖于 sD. 依赖于 s,不依赖于 x
设 $f(x)$ 为已知连续函数,$I=\int_{0}^{\frac{s}{x}} xf(tx) \, dt$,其中 $x>0$, $s>0$,则 $I$ 的值[ ]
A. 依赖于 $s$ 和 $t$
B. 依赖于 $s$, $t$ 和 $x$
C. 依赖于 $t$ 和 $x$,不依赖于 $s$
D. 依赖于 $s$,不依赖于 $x$
题目解答
答案
D. 依赖于 $s$,不依赖于 $x$
解析
本题考查定积分的换元法以及对积分结果的分析。解题的关键思路是通过换元法将积分变量进行变换,然后化简积分表达式,最后判断积分结果与哪些变量有关。
- 换元:
令 $u = tx$,对其求导可得 $du = xdt$。
当 $t = 0$ 时,$u = 0\times x = 0$;当 $t=\frac{s}{x}$ 时,$u=\frac{s}{x}\times x = s$。
此时原积分 $I=\int_{0}^{\frac{s}{x}} xf(tx)dt$ 可化为 $I=\int_{0}^{s} f(u)du$。这里是根据换元法的规则,将积分变量 $t$ 替换为 $u$,积分上下限也根据 $u = tx$ 的关系进行了相应的变换。 - 分析积分结果:
因为 $f(x)$ 是已知连续函数,$\int_{0}^{s} f(u)du$ 表示的是 $f(u)$ 在区间 $[0,s]$ 上的定积分。定积分的值只与被积函数 $f(u)$ 和积分区间 $[0,s]$ 有关,而与积分变量用什么字母表示无关,所以 $I$ 的值依赖于 $s$,不依赖于 $x$。