解析:09年考研数学一真题涉及多个知识点,如极限、导数、积分、线性代数、概率统计等。以下是对其中一题的详细解析:
题目:设函数f(x)在区间[0,+∞)上连续,且f(0)=0,若对任意的x≥0,都有f(x)=x^2f'(x),则f(x)的值域为:
解答步骤:
1. 求导数:对f(x)=x^2f'(x)两边同时对x求导,得f'(x)=2xf'(x)+x^2f''(x)。
2. 求二阶导数:对f'(x)=2xf'(x)+x^2f''(x)两边同时对x求导,得f''(x)=2f'(x)+4xf''(x)+2xf'(x)。
3. 求通解:令D为微分算子,则f''(x)+4f''(x)+2xf''(x)=0,即D^2+4D+2x=0。其特征方程为r^2+4r+2x=0,解得r=-2±√(2-x)。
4. 求特解:由于f(0)=0,所以特解为f(x)=c_1e^(-2x)+c_2e^(-(2+√(2-x))x)。
5. 确定系数:根据f(0)=0,得c_1+c_2=0,即c_1=-c_2。由f'(x)=2c_1e^(-2x)-c_2e^(-(2+√(2-x))x)可得f'(0)=0,即2c_1-c_2=0。解得c_1=c_2=0。
6. 求解值域:由f(x)=0,得f(x)的值域为[0,+∞)。
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