若函数f(x)在区间[a,b]上连续,Phi(x)=int_(0)^xf(t)dt,则下列说法错误的是()A. Phi(x)是f(x)在[a, b]上的一个原函数.B. Phi(x)=int_(0)^xf(t)dt的定义域为[a,b].C. Phi^prime(x^2)=(int_(0)^x^(2)f(t)dt)^prime=2xf(x^2).D. Phi^prime(x)=(int_(0)^xf(t)dt)^prime=f(x).
A. $\Phi(x)$是$f(x)$在$[a, b]$上的一个原函数.
B. $\Phi(x)=\int_{0}^{x}f(t)dt$的定义域为[a,b].
C. $\Phi^{\prime}(x^{2})=(\int_{0}^{x^{2}}f(t)dt)^{\prime}=2xf(x^{2})$.
D. $\Phi^{\prime}(x)=(\int_{0}^{x}f(t)dt)^{\prime}=f(x)$.
题目解答
答案
解析
本题主要考查变上限积分函数的相关知识,包括原函数的定义、变上限积分函数的定义域以及变上限积分函数的求导法则。解题思路是根据这些知识点逐一分析每个选项。
选项A
根据原函数的定义,如果在区间$I$上,可导函数$F(x)$的导函数为$f(x)$,即对任一$x\in I$,都有$F^\prime(x)=f(x)$或$dF(x)=f(x)dx$,那么函数$F(x)$就称为$f(x)$在区间$I$上的一个原函数。
已知$\varPhi(x)=\int_{0}^{x}f(t)dt$,由变上限积分求导法则可知$\varPhi^\prime(x)=(\int_{0}^{x}f(t)dt)^\prime=f(x)$,所以$\varPhi(x)$是$f(x)$在$[a, b]$上的一个原函数,该选项正确。
选项B
对于变上限积分$\varPhi(x)=\int_{0}^{x}f(t)dt$,因为函数$f(x)$在区间$[a,b]$上连续,那么$x$的取值范围应该是使得积分有意义的范围,这里$x$可以取到使得积分区间$[0,x]$完全包含在$[a,b]$内的所有值,同时$x$也可以取到$[a,b]$之外的值,只要积分有意义即可。所以$\varPhi(x)$的定义域是$R$,而不是$[a,b]$,该选项错误。
选项C
令$u = x^2$,则$\int_{0}^{x^{2}}f(t)dt$可看作是由$\varPhi(u)=\int_{0}^{u}f(t)dt$与$u = x^2$复合而成的函数。
根据复合函数求导法则$(F(G(x)))^\prime = F^\prime(G(x))\cdot G^\prime(x)$,先对$\varPhi(u)$关于$u$求导,$\varPhi^\prime(u)=(\int_{0}^{u}f(t)dt)^\prime=f(u)$,再对$u = x^2$关于$x$求导,$u^\prime=(x^2)^\prime = 2x$。
所以$(\int_{0}^{x^{2}}f(t)dt)^\prime=\varPhi^\prime(u)\cdot u^\prime=f(u)\cdot 2x$,将$u = x^2$代回可得$(\int_{0}^{x^{2}}f(t)dt)^\prime=2xf(x^2)$,该选项正确。
选项D
这是变上限积分求导的基本公式,若$\varPhi(x)=\int_{0}^{x}f(t)dt$,则$\varPhi^\prime(x)=(\int_{0}^{x}f(t)dt)^\prime=f(x)$,该选项正确。