题目
设函数 f(x) 连续,则 (d)/(dx) int_(0)^x t f(x^2-t^2)dt = ( )A. xf(x^2).B. -xf(x^2).C. 2xf(x^2).D. -2xf(x^2).
设函数 $f(x)$ 连续,则 $\frac{d}{dx} \int_{0}^{x} t f\left(x^{2}-t^{2}\right)dt = (\quad)$
A. $xf\left(x^{2}\right)$.
B. $-xf\left(x^{2}\right)$.
C. $2xf\left(x^{2}\right)$.
D. $-2xf\left(x^{2}\right)$.
题目解答
答案
A. $xf\left(x^{2}\right)$.
解析
本题考查变上限积分的求导法则以及积分变量的替换技巧。关键在于通过变量替换将原积分转化为标准的变上限积分形式,从而直接应用求导公式。解题的核心思路是:
- 令 $u = x^2 - t^2$,将积分变量从 $t$ 转换为 $u$,简化积分表达式;
- 调整积分上下限,将原积分转换为关于 $x^2$ 的变上限积分;
- 对变上限积分求导,利用链式法则结合积分上限的导数,最终得到结果。
变量替换
令 $u = x^2 - t^2$,则 $du = -2t \, dt$,即 $t \, dt = -\frac{1}{2} du$。
当 $t = 0$ 时,$u = x^2$;当 $t = x$ 时,$u = 0$。
原积分变为:
$\int_{0}^{x} t f(x^2 - t^2) \, dt = -\frac{1}{2} \int_{x^2}^{0} f(u) \, du = \frac{1}{2} \int_{0}^{x^2} f(u) \, du$
对变上限积分求导
对转换后的积分求导:
$\frac{d}{dx} \left( \frac{1}{2} \int_{0}^{x^2} f(u) \, du \right) = \frac{1}{2} \cdot f(x^2) \cdot \frac{d}{dx}(x^2) = \frac{1}{2} \cdot f(x^2) \cdot 2x = x f(x^2)$