题目
(5)设f(x)=sin x-int_(0)^x(x-t)f(t)dt,其中f(x)为连续函数,求f(x).
(5)设$f(x)=\sin x-\int_{0}^{x}(x-t)f(t)dt$,其中f(x)为连续函数,求f(x).
题目解答
答案
对等式 $ f(x) = \sin x - \int_0^x (x-t)f(t) \, dt $ 两边求导,得
\[
f'(x) = \cos x - \int_0^x f(t) \, dt.
\]
再次求导,得
\[
f''(x) = -\sin x - f(x).
\]
即
\[
f''(x) + f(x) = -\sin x.
\]
该方程的齐次解为 $ f_C(x) = C_1 \cos x + C_2 \sin x $。
设特解为 $ f_p(x) = x(a \cos x + b \sin x) $,代入得 $ a = \frac{1}{2} $,$ b = 0 $。
故通解为
\[
f(x) = C_1 \cos x + C_2 \sin x + \frac{1}{2} x \cos x.
\]
由初始条件 $ f(0) = 0 $ 和 $ f'(0) = 1 $,解得 $ C_1 = 0 $,$ C_2 = \frac{1}{2} $。
因此,
\[
f(x) = \frac{1}{2} \sin x + \frac{1}{2} x \cos x.
\]
答案:$ f(x) = \frac{1}{2} \sin x + \frac{1}{2} x \cos x $。