f(x)=2a(1−e−x)
a=2e
(1)先换元再求导。对卷积项令 u=x−t,有 dt=−du,积分限从 0,x 变为 x,0,故
代回原式。因 f 连续,右侧各积分可导,求导时乘积项产生的 xf(x) 与末项的导数抵消,得到 f(x)+∫0xf(t)dt=2ax。取 x=0 得 f(0)=0。此等式又说明 f 可导,再次求导得 f′+f=2a。
(2)解初值问题。乘积分因子 ex,得 (exf)′=2aex。积分得 f=2a+Ce−x,由 f(0)=0 得 C=−2a,所以 f(x)=2a(1−e−x)。
(3)核对原式。对该函数有
两项相加为 ax2,且卷积项与第二式由上述换元相等,因此原积分方程满足。
函数在 [0,1] 上的平均值为
由题设平均值为 1,得 e2a=1,故 a=2e。