题目
int dfrac ({(x+1))^2}({x)^2}dx=

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查分式函数的积分方法,特别是通过分式拆分将复杂分式转化为简单分式的求和,进而逐项积分的能力。
解题核心思路:
将被积函数 $\dfrac{(x+1)^2}{x^2}$ 展开并拆分为多项式与简单分式的和,再分别对每一项进行积分。关键在于正确展开分子并合理拆分,确保每一步的代数运算准确。
破题关键点:
- 展开分子:$(x+1)^2 = x^2 + 2x + 1$。
- 分式拆分:将分子拆分为与分母相关的项,如 $\dfrac{x^2}{x^2} = 1$,$\dfrac{2x}{x^2} = \dfrac{2}{x}$,$\dfrac{1}{x^2}$。
- 逐项积分:分别计算 $\int 1 \, dx$、$\int \dfrac{2}{x} \, dx$、$\int \dfrac{1}{x^2} \, dx$。
步骤1:展开分子
将分子 $(x+1)^2$ 展开:
$(x+1)^2 = x^2 + 2x + 1$
因此,原积分变为:
$\int \dfrac{x^2 + 2x + 1}{x^2} \, dx$
步骤2:拆分分式
将分式拆分为三个简单分式的和:
$\dfrac{x^2 + 2x + 1}{x^2} = \dfrac{x^2}{x^2} + \dfrac{2x}{x^2} + \dfrac{1}{x^2} = 1 + \dfrac{2}{x} + \dfrac{1}{x^2}$
因此,原积分可分解为:
$\int 1 \, dx + \int \dfrac{2}{x} \, dx + \int \dfrac{1}{x^2} \, dx$
步骤3:逐项积分
- 第一项积分:
$\int 1 \, dx = x$ - 第二项积分:
$\int \dfrac{2}{x} \, dx = 2 \ln |x|$ - 第三项积分:
$\int \dfrac{1}{x^2} \, dx = \int x^{-2} \, dx = \dfrac{x^{-1}}{-1} = -\dfrac{1}{x}$
步骤4:合并结果
将所有积分结果相加并添加常数 $C$:
$x + 2 \ln |x| - \dfrac{1}{x} + C$