问题


以下是关于大学数学的单项选择题,请直接给出正确答案的选项。
题目:设 $f(x)$ 连续, 则在下列变上限积分中, 必为偶函数的是 ( ).
A. $\int_0^x f\left(t^2\right) \mathrm{d} t$
B. $\int_0^x t[f(t)-f(-t)] \mathrm{d} t$
C. $\int_0^x f^2(t) \mathrm{d} t$
D. $\int_0^x t[f(t)+f(-t)] \mathrm{d} t$
答案是:

答案

模型 模型答案 正确答案
金声玉亮2.0 D. $\int_0^x t[f(t)+f(-t)] \mathrm{d} t$

解析:一个函数是偶函数当且仅当 $f(x) = f(-x)$ 对于所有定义域内的 $x$ 成立。我们来分析每个选项:

A. $\int_0^x f\left(t^2\right) \mathrm{d} t$:这个积分的函数 $f(t^2)$ 可能是偶函数,但是积分本身不一定保持偶函数的性质,因为积分的上限是 $x$,而不是 $x^2$ 或者其他偶函数形式。

B. $\int_0^x t[f(t)-f(-t)] \mathrm{d} t$:这个积分的结果是一个奇函数,因为 $t[f(t)-f(-t)]$ 是奇函数的乘积($t$ 是奇函数,$[f(t)-f(-t)]$ 也是奇函数,如果 $f(t)$ 不是偶函数的话),奇函数的积分结果是偶函数的原函数,但是由于积分的下限是 $0$,所以这个积分结果实际上是一个奇函数。

C. $\int_0^x f^2(t) \mathrm{d} t$:这个积分的结果不一定是偶函数,因为 $f^2(t)$ 可能是偶函数,但是积分本身不一定保持偶函数的性质,除非 $f(t)$ 本身就是偶函数。

D. $\int_0^x t[f(t)+f(-t)] \mathrm{d} t$:这个积分的结果是一个偶函数,因为 $t[f(t)+f(-t)]$ 是奇函数和偶函数的乘积,结果是奇函数。但是,由于积分的下限是 $0$,积分的结果是一个偶函数的原函数,因此这个积分的结果是一个偶函数。

因此,正确答案是 D。
D
deepseekr1

答案是:D. $\int_0^x t[f(t)+f(-t)] \mathrm{d} t$

**解析**:
偶函数满足 $g(-x) = g(x)$。对各选项逐一分析:

- **选项A**:$\int_0^x f(t^2) \mathrm{d} t$
替换 $x$ 为 $-x$ 后,积分变为 $\int_0^{-x} f(t^2) \mathrm{d} t$。通过变量代换 $u = -t$,积分结果为 $-\int_0^x f(u^2) \mathrm{d} u = -g(x)$,为奇函数,非偶函数。

- **选项B**:$\int_0^x t[f(t)-f(-t)] \mathrm{d} t$
被积函数 $t[f(t)-f(-t)]$ 是奇函数(因 $f(t)-f(-t)$ 是奇函数,与 $t$ 相乘后为偶函数,但积分上限替换为 $-x$ 后整体表现为奇函数)。计算 $g(-x)$ 可得 $-g(x)$,为奇函数。

- **选项C**:$\int_0^x f^2(t) \mathrm{d} t$
$f^2(t)$ 不一定是偶函数(例如 $f(t) = t + 1$ 时,$f^2(t)$ 非偶)。即使 $f^2(t)$ 是偶函数,其积分结果仍为奇函数(偶函数的变上限积分是奇函数)。因此选项C不必然为偶函数。

- **选项D**:$\int_0^x t[f(t)+f(-t)] \mathrm{d} t$
被积函数 $t[f(t)+f(-t)]$ 是偶函数(因 $f(t)+f(-t)$ 是偶函数,与 $t$ 相乘后为奇函数,但积分上限替换为 $-x$ 后,通过变量代换验证得 $g(-x) = g(x)$)。无论 $f(t)$ 的具体形式如何,该积分必为偶函数。

综上,正确答案为 **D**。
D
gpto1 正确答案是 A。

解析:

题目要求找出一个变上限积分函数 F(x),使得 F(-x) = F(x),即 F(x) 是偶函数。我们来逐一分析选项。

选项 A: \(F(x) = \int_0^x f(t^2) dt\)

由于 f(t^2) 是关于 t 的偶函数(因为 \(f(t^2) = f((-t)^2)\)),所以:

\(F(-x) = \int_0^{-x} f(t^2) dt = -\int_{-x}^0 f(t^2) dt\)

通过换元 \(t = -s\),有:

\(-\int_{-x}^0 f(t^2) dt = -\int_x^0 f(s^2) (-ds) = \int_0^x f(s^2) ds = F(x)\)

因此,\(F(-x) = F(x)\),所以选项 A 是偶函数。

其他选项经分析发现,选项 B 和 D 的 F(x) 是奇函数(\(F(-x) = -F(x)\)),选项 C 中 F(x) 既不是奇函数也不是偶函数。因此,正确答案是 A。

**答案是: A**
D
GPT-4o 答案是 D. $\int_0^x t[f(t)+f(-t)] \mathrm{d} t$。 D
llama3.1-70B-Instruct

A
D
llama3.1-405B-Instruct

B
D
DeepSeek-Coder-V2 答案是: D D
Qwen2-72B-Instruct D. $\int_0^x t[f(t)+f(-t)] \mathrm{d} t$

解析如下:
一个函数 $g(x)$ 是偶函数当且仅当 $g(x) = g(-x)$ 对于所有的 $x$ 成立。

对于选项 D,我们检查 $\int_0^x t[f(t)+f(-t)] \mathrm{d} t$ 是否为偶函数。设 $h(x) = \int_0^x t[f(t)+f(-t)] \mathrm{d} t$,则我们计算 $h(-x)$:
\[
h(-x) = \int_0^{-x} t[f(t)+f(-t)] \mathrm{d} t
\]
令 $u = -t$,则 $\mathrm{d}u = -\mathrm{d}t$,且当 $t=0$ 时,$u=0$;当 $t=-x$ 时,$u=x$。代入上述积分,我们有
\[
h(-x) = -\int_0^x (-u)[f(-u)+f(u)] \mathrm{d} u = \int_0^x u[f(u)+f(-u)] \mathrm{d} u = h(x)
\]
因此,$h(x)$ 是偶函数。

而选项 A、B、C 经过类似的分析,或直接基于积分函数的性质,不能保证为偶函数。例如,选项 A 和 C 中的积分函数的性质取决于 $f(t^2)$ 和 $f^2(t)$ 的具体性质,而选项 B 中的积分函数在 $t[f(t)-f(-t)]$ 的形式下,更可能产生一个奇函数(尽管这取决于 $f(t)$ 的具体形式)。因此,正确答案是 D。
D
baichuan4 D D
doubao D。

设$F(x)=\int_0^x t[f(t)+f(-t)]dt$,则$F(-x)=\int_0^{-x} t[f(t)+f(-t)]dt$,令$u=-t$,则$F(-x)=\int_0^x (-u)[f(-u)+f(u)]d(-u)=\int_0^x u[f(u)+f(-u)]du=F(x)$,所以$F(x)$是偶函数。

A 选项不一定是偶函数;B 选项$F(x)=\int_0^x t[f(t)-f(-t)]dt$,$F(-x)=\int_0^{-x} t[f(t)-f(-t)]dt$,经计算不是偶函数;C 选项不一定是偶函数。
D
minimax 首先,我们需要知道偶函数的定义:如果对于所有定义域内的x,都有f(x) = f(-x),则函数f(x)是偶函数。

现在我们来分析每个选项:

A. $\int_0^x f\left(t^2\right) \mathrm{d} t$,这个积分的上限是x,下限是0,且被积函数$f(t^2)$在t=0处连续,但这个积分不是偶函数,因为上限x可以是正也可以是负,而被积函数$f(t^2)$在t为负时的值与t为正时的值相同,所以这个积分不一定是偶函数。

B. $\int_0^x t[f(t)-f(-t)] \mathrm{d} t$,这个积分的上限是x,下限是0,且被积函数是t乘以一个奇函数(因为$f(t)-f(-t)$是奇函数)。由于奇函数乘以一个奇函数(这里是t)得到的是偶函数,这个积分是偶函数。

C. $\int_0^x f^2(t) \mathrm{d} t$,这个积分的上限是x,下限是0,且被积函数是$f^2(t)$。由于$f^2(t)$是偶函数(因为任何函数的平方都是偶函数),这个积分不一定是偶函数,因为上限x可以是正也可以是负。

D. $\int_0^x t[f(t)+f(-t)] \mathrm{d} t$,这个积分的上限是x,下限是0,且被积函数是t乘以一个偶函数(因为$f(t)+f(-t)$是偶函数)。由于奇函数乘以一个偶函数得到的是奇函数,这个积分不是偶函数。

综上所述,正确答案是:

B. $\int_0^x t[f(t)-f(-t)] \mathrm{d} t$
D
kimi 为了确定哪个选项是偶函数,我们需要检查每个选项是否满足偶函数的定义,即对于定义域内的所有 \( x \),都有 \( F(-x) = F(x) \)。

A. \(\int_0^x f\left(t^2\right) \mathrm{d} t\)
这个积分的被积函数是 \( f(t^2) \),由于 \( t^2 \) 是偶函数,所以 \( f(t^2) \) 也是偶函数。但是,积分的上限是 \( x \),所以这个积分不是偶函数。

B. \(\int_0^x t[f(t)-f(-t)] \mathrm{d} t\)
这个积分的被积函数是 \( t[f(t)-f(-t)] \)。由于 \( t \) 是奇函数,\( f(t)-f(-t) \) 也是奇函数(如果 \( f \) 是奇函数),所以整个表达式是奇函数。因此,这个积分不是偶函数。

C. \(\int_0^x f^2(t) \mathrm{d} t\)
这个积分的被积函数是 \( f^2(t) \),由于 \( f^2(t) \) 是偶函数(平方任何实数都得到非负数),所以这个积分是偶函数。

D. \(\int_0^x t[f(t)+f(-t)] \mathrm{d} t\)
这个积分的被积函数是 \( t[f(t)+f(-t)] \)。由于 \( t \) 是奇函数,而 \( f(t)+f(-t) \) 是偶函数(如果 \( f \) 是偶函数),所以整个表达式是奇函数。因此,这个积分不是偶函数。

因此,正确答案是:

C. \(\int_0^x f^2(t) \mathrm{d} t\)
D
wenxinyiyan B D
zhipu 正确答案是 D。

解析:
要判断哪个变上限积分必为偶函数,我们需要利用偶函数的定义,即 \( g(x) \) 是偶函数当且仅当 \( g(-x) = g(x) \)。

我们逐项分析选项:

A. \(\int_0^x f(t^2) \, \mathrm{d}t\)

令 \( g(x) = \int_0^x f(t^2) \, \mathrm{d}t \),则
\[ g(-x) = \int_0^{-x} f(t^2) \, \mathrm{d}t \]
由于积分上下限不对称,无法直接判断其是否为偶函数。

B. \(\int_0^x t[f(t) - f(-t)] \, \mathrm{d}t\)

令 \( g(x) = \int_0^x t[f(t) - f(-t)] \, \mathrm{d}t \),则
\[ g(-x) = \int_0^{-x} t[f(t) - f(-t)] \, \mathrm{d}t \]
通过变量替换 \( u = -t \),得到
\[ g(-x) = -\int_0^x (-u)[f(-u) - f(u)] \, \mathrm{d}u = \int_0^x u[f(-u) - f(u)] \, \mathrm{d}u \]
显然 \( g(-x) \neq g(x) \),所以不是偶函数。

C. \(\int_0^x f^2(t) \, \mathrm{d}t\)

令 \( g(x) = \int_0^x f^2(t) \, \mathrm{d}t \),则
\[ g(-x) = \int_0^{-x} f^2(t) \, \mathrm{d}t \]
同样由于积分上下限不对称,无法直接判断其是否为偶函数。

D. \(\int_0^x t[f(t) + f(-t)] \, \mathrm{d}t\)

令 \( g(x) = \int_0^x t[f(t) + f(-t)] \, \mathrm{d}t \),则
\[ g(-x) = \int_0^{-x} t[f(t) + f(-t)] \, \mathrm{d}t \]
通过变量替换 \( u = -t \),得到
\[ g(-x) = -\int_0^x (-u)[f(-u) + f(u)] \, \mathrm{d}u = \int_0^x u[f(u) + f(-u)] \, \mathrm{d}u = g(x) \]
所以 \( g(x) \) 是偶函数。

因此,选项 D 是正确的。
D
gpto1 正确答案是 A。

解析:

题目要求找出一个变上限积分函数 F(x),使得 F(-x) = F(x),即 F(x) 是偶函数。我们来逐一分析选项。

选项 A: \(F(x) = \int_0^x f(t^2) dt\)

由于 f(t^2) 是关于 t 的偶函数(因为 \(f(t^2) = f((-t)^2)\)),所以:

\(F(-x) = \int_0^{-x} f(t^2) dt = -\int_{-x}^0 f(t^2) dt\)

通过换元 \(t = -s\),有:

\(-\int_{-x}^0 f(t^2) dt = -\int_x^0 f(s^2) (-ds) = \int_0^x f(s^2) ds = F(x)\)

因此,\(F(-x) = F(x)\),所以选项 A 是偶函数。

其他选项经分析发现,选项 B 和 D 的 F(x) 是奇函数(\(F(-x) = -F(x)\)),选项 C 中 F(x) 既不是奇函数也不是偶函数。因此,正确答案是 A。

**答案是: A**
D
deepseekv3 D D