题目
int_(a)^b f(x)dx = int_(a)^c f(x)dx + int_(c)^b f(x)dx 成立,则 c 必须满足()A. a, b, c 为任意三个正实数B. a C. c 为任意常数D. a
$\int_{a}^{b} f(x)dx = \int_{a}^{c} f(x)dx + \int_{c}^{b} f(x)dx$ 成立,则 $c$ 必须满足()
A. $a, b, c$ 为任意三个正实数
B. $a < b < c$
C. $c$ 为任意常数
D. $a < c < b$
题目解答
答案
C. $c$ 为任意常数
解析
本题考查定积分的可加性这一知识点。解题思路是依据定积分的定义和性质来分析$c$的取值范围。
根据定积分的定义,定积分$\int_{a}^{b} f(x)dx$表示的是由函数$y = f(x)$,直线$x = a$,$x = b$以及$x$轴所围成的曲边梯形的代数和。
对于$\int_{a}^{b} f(x)dx = \int_{a}^{c} f(x)dx + \int_{c}^{b} f(x)dx$,我们分以下几种情况来讨论$c$的取值:
- 情况一:$c$在区间$[a,b]$内,即$a\leqslant c\leqslant b$
此时$\int_{a}^{b} f(x)dx$所表示的曲边梯形的面积可以看作是$\int_{a}^{c} f(x)dx$与$\int_{c}^{b} f(x)dx$所表示的两个曲边梯形面积之和,等式$\int_{a}^{b} f(x)dx = \int_{a}^{c} f(x)dx + \int_{c}^{b} f(x)dx$显然成立。 - 情况二:$c\lt a$
根据定积分的性质$\int_{a}^{b} f(x)dx=-\int_{b}^{a} f(x)dx$,则$\int_{a}^{c} f(x)dx = -\int_{c}^{a} f(x)dx$。
那么$\int_{a}^{c} f(x)dx + \int_{c}^{b} f(x)dx=-\int_{c}^{a} f(x)dx+\int_{c}^{b} f(x)dx=\int_{a}^{b} f(x)dx$,等式依然成立。 - 情况三:$c\gt b$
同样根据定积分的性质$\int_{a}^{b} f(x)dx=-\int_{b}^{a} f(x)dx$,$\int_{c}^{b} f(x)dx = -\int_{b}^{c} f(x)dx$。
所以$\int_{a}^{c} f(x)dx + \int_{c}^{b} f(x)dx=\int_{a}^{c} f(x)dx-\int_{b}^{c} f(x)dx=\int_{a}^{b} f(x)dx$,等式还是成立。
综上,无论$c$取何值,等式$\int_{a}^{b} f(x)dx = \int_{a}^{c} f(x)dx + \int_{c}^{b} f(x)dx$都成立,即$c$为任意常数。