题目
(1999年试题,1)设f(x)是连续函数,F(x)是f(x)的原函数,则().A. 当f(x)是奇函数时,F(x)必是偶函数B. 当f(x)是偶函数时,F(x)必是奇函数C. 当f(x)是周期函数时,F(x)必是周期函数D. 当f(x)是单调增函数时,F(x)必是单调增函数
(1999年试题,1)设f(x)是连续函数,F(x)是f(x)的原函数,则().
A. 当f(x)是奇函数时,F(x)必是偶函数
B. 当f(x)是偶函数时,F(x)必是奇函数
C. 当f(x)是周期函数时,F(x)必是周期函数
D. 当f(x)是单调增函数时,F(x)必是单调增函数
题目解答
答案
A. 当f(x)是奇函数时,F(x)必是偶函数
解析
本题考查原函数与被积函数奇偶性的关系,需结合导数与积分的性质进行分析。关键点在于:
- 原函数与被积函数的导数关系:若$F(x)$是$f(x)$的原函数,则$F'(x) = f(x)$。
- 奇偶函数的导数性质:奇函数的导数是偶函数,偶函数的导数是奇函数。
- 积分结果的奇偶性:积分奇函数(从$0$到$x$)的结果是偶函数,积分偶函数的结果是奇函数(需注意常数项的影响)。
选项A分析
若$f(x)$是奇函数,则$f(-x) = -f(x)$。假设$F(x)$是$f(x)$的一个原函数,则$F'(x) = f(x)$。
- 导数性质:$F'(-x) = f(-x) = -f(x) = -F'(x)$,说明$F'(x)$是奇函数。
- 积分结果:若$F(x)$是从$0$到$x$的积分(即$F(x) = \int_0^x f(t) \, dt$),则$F(-x) = \int_0^{-x} f(t) \, dt = -\int_0^x f(-t) \, dt = -\int_0^x (-f(t)) \, dt = \int_0^x f(t) \, dt = F(x)$,故$F(x)$是偶函数。
因此,选项A正确。
选项B分析
若$f(x)$是偶函数,则$f(-x) = f(x)$。类似地,$F'(x) = f(x)$是偶函数,故$F'(x)$是奇函数的导数。
- 积分结果:若$F(x) = \int_0^x f(t) \, dt$,则$F(-x) = -\int_0^x f(-t) \, dt = -\int_0^x f(t) \, dt = -F(x)$,此时$F(x)$是奇函数。
- 但若原函数包含常数项(如$F(x) = \int f(t) \, dt + C$),则$F(-x) = -F(x) + 2C$,无法保证为奇函数。
因此,选项B错误。
选项C分析
若$f(x)$是周期函数,设周期为$T$,则$F(x+T) - F(x) = \int_x^{x+T} f(t) \, dt = \int_0^T f(t) \, dt$(常数)。
- 周期性破坏:若积分结果不为零,则$F(x+T) \neq F(x)$,故$F(x)$不一定是周期函数。
因此,选项C错误。
选项D分析
若$f(x)$单调增,则$F''(x) = f'(x) \geq 0$,说明$F'(x)$单调增。
- 单调性矛盾:$F'(x)$单调增但可能变号(如$f(x) = x$时,$F(x) = \frac{1}{2}x^2 + C$在$x < 0$时递减)。
因此,选项D错误。