设 f(x) 及 g(x) 在 [a, b] 上连续,下列说法正确的()。A. 若在 [a, b] 上,f(x)geq 0,且 f(x)neq 0,则 int_(a)^b f(x), dx > 0。B. 若在 [a, b] 上,f(x)geq 0,且 int_(a)^b f(x), dx = 0,则在 [a, b] 上 f(x)= 0。C. 若在 [a, b] 上,f(x)leq g(x),且 f(x)neq g(x),则 int_(a)^b f(x), dx D. 若在 [a, b] 上,f(x)leq g(x),int_(a)^b f(x), dx = int_(a)^b g(x), dx,则在 [a, b] 上 f(x)= g(x)。
A. 若在 $[a, b]$ 上,$f(x)\geq 0$,且 $f(x)\neq 0$,则 $\int_{a}^{b} f(x)\, dx > 0$。
B. 若在 $[a, b]$ 上,$f(x)\geq 0$,且 $\int_{a}^{b} f(x)\, dx = 0$,则在 $[a, b]$ 上 $f(x)= 0$。
C. 若在 $[a, b]$ 上,$f(x)\leq g(x)$,且 $f(x)\neq g(x)$,则 $\int_{a}^{b} f(x)\, dx < \int_{a}^{b} g(x)\, dx$。
D. 若在 $[a, b]$ 上,$f(x)\leq g(x)$,$\int_{a}^{b} f(x)\, dx = \int_{a}^{b} g(x)\, dx$,则在 $[a, b]$ 上 $f(x)= g(x)$。
题目解答
答案
A. 若在 $[a, b]$ 上,$f(x)\geq 0$,且 $f(x)\neq 0$,则 $\int_{a}^{b} f(x)\, dx > 0$。
B. 若在 $[a, b]$ 上,$f(x)\geq 0$,且 $\int_{a}^{b} f(x)\, dx = 0$,则在 $[a, b]$ 上 $f(x)= 0$。
C. 若在 $[a, b]$ 上,$f(x)\leq g(x)$,且 $f(x)\neq g(x)$,则 $\int_{a}^{b} f(x)\, dx < \int_{a}^{b} g(x)\, dx$。
D. 若在 $[a, b]$ 上,$f(x)\leq g(x)$,$\int_{a}^{b} f(x)\, dx = \int_{a}^{b} g(x)\, dx$,则在 $[a, b]$ 上 $f(x)= g(x)$。
解析
本题考查定积分的基本性质,特别是非负函数的积分性质及函数相等的判定。关键点在于:
- 非负函数的积分:若函数非负且不恒为零,则积分严格大于零;
- 积分与函数关系:积分相等时,结合非负性可推出函数恒等;
- 连续函数的特性:连续函数在区间上的局部性质可推广到整体。
选项A
关键点:$f(x) \geq 0$ 且 $f(x) \neq 0$。
由于$f(x)$连续且不恒为零,存在子区间$[c, d] \subset [a, b]$,使得$f(x) > 0$在该区间上成立。根据积分的局部保号性,$\int_{c}^{d} f(x) dx > 0$,从而$\int_{a}^{b} f(x) dx > 0$。正确。
选项B
关键点:$f(x) \geq 0$ 且积分$\int_{a}^{b} f(x) dx = 0$。
若$f(x)$在某点$x_0$处$f(x_0) > 0$,由连续性存在邻域$[c, d]$使得$f(x) > 0$,此时$\int_{c}^{d} f(x) dx > 0$,与总积分等于零矛盾。故$f(x) = 0$在$[a, b]$上恒成立。正确。
选项C
关键点:$f(x) \leq g(x)$且$f(x) \neq g(x)$。
由于$f$与$g$连续且不恒等,存在子区间$[c, d]$使得$f(x) < g(x)$。根据积分的比较定理,$\int_{c}^{d} [g(x) - f(x)] dx > 0$,故$\int_{a}^{b} f(x) dx < \int_{a}^{b} g(x) dx$。正确。
选项D
关键点:$f(x) \leq g(x)$且积分相等。
令$h(x) = g(x) - f(x) \geq 0$,且$\int_{a}^{b} h(x) dx = 0$。由选项B的结论,$h(x) = 0$,即$f(x) = g(x)$在$[a, b]$上恒成立。正确。