设f(x)连续,证明:∫0到2πxf(cosx)dx=π∫0到2πf(cosx)dx

2025-06-24 08:38:22
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回答1:

这个问题可以考虑三角函数对称性
其中sinx关于x=0.5π是对称的,
才有sin(π-x)=sinx,
f(sin(π-x))=f(sinx),函数保持不变
而cosx没有这个性质,
cos(π-x)=-cosx,
f(cos(π-x))=f(-cosx),与f(cosx)的关系
要考虑函数f(x)的奇偶性,题目没有要求的话得不出简化的结论。
所以,
由于cosx关于x=0对称,应该有cosx=cos(-x)
原问题用cosx表示的形式应该是,设f(x)连续,(积分区间为-0.5π到0.5π)∫xf(cosx)dx=0,可以用和原问题一模一样的推导过程推出这个结论,也可以用函数奇偶性得出

回答2:

∫(0,2π)xf(cosx)dx=π∫(0,2π)f(cosx)dx
证明:设x=2π-t,那么dx=-dt
当x从0到2π时,t从2π到0,
∫(0,2π)xf(cosx)dx
=∫(2π,0)(2π-t)f(cos(2π-t)(-dt)
=2π
∫(0,2π)f(cost)dt-
∫(0,2π)tf(cost)dt
=2π
∫(0,2π)f(cosx)dx
-
∫(0,2π)xf(cosx)dx
(积分与变量无关)
移项得除以2:
∫(0,2π)xf(cosx)dx=π∫(0,2π)f(cosx)dx