题目
设 f'(1)=3,f(1)=2,f(0)=1,则 int_(0)^1 xf''(x) , dx = ( )A. 2B. 3C. 0D. 1
设 $f'(1)=3$,$f(1)=2$,$f(0)=1$,则 $\int_{0}^{1} xf''(x) \, dx = ($ $)$
A. 2
B. 3
C. 0
D. 1
题目解答
答案
A. 2
解析
考查要点:本题主要考查分部积分法的应用,以及如何利用已知条件求解定积分。
解题核心思路:
题目中出现二阶导数$f''(x)$与$x$的乘积积分,分部积分法是关键。通过合理选择分部积分中的$u$和$dv$,将原积分转化为更易计算的形式,并结合已知条件$f(1)$、$f(0)$、$f'(1)$求解。
破题关键点:
- 选择$u = x$,$dv = f''(x)dx$,简化积分过程。
- 分部积分后,第一项通过代入上下限简化,第二项转化为$f(x)$的定积分。
- 利用已知的$f(1)$和$f(0)$直接计算第二项的值。
步骤1:应用分部积分法
设$u = x$,则$du = dx$;设$dv = f''(x)dx$,则$v = f'(x)$。
根据分部积分公式:
$\int_{0}^{1} x f''(x) \, dx = \left[ x f'(x) \right]_{0}^{1} - \int_{0}^{1} f'(x) \, dx$
步骤2:计算第一项$\left[ x f'(x) \right]_{0}^{1}$
代入上下限:
- 当$x=1$时,$1 \cdot f'(1) = 1 \cdot 3 = 3$;
- 当$x=0$时,$0 \cdot f'(0) = 0$。
因此,第一项结果为$3 - 0 = 3$。
步骤3:计算第二项$\int_{0}^{1} f'(x) \, dx$
积分结果为$f(x)$在区间$[0,1]$的差:
$\int_{0}^{1} f'(x) \, dx = f(1) - f(0) = 2 - 1 = 1$
步骤4:综合结果
原积分值为:
$3 - 1 = 2$