题目
求下列不定积分(1)int sqrt [5]({(3-5x))^3}dx(2)int sqrt [5]({(3-5x))^3}dx(3)int sqrt [5]({(3-5x))^3}dx
求下列不定积分
(1)
(2)
(3)
题目解答
答案
(1)原式
(2)分子分母同乘得原式
。令
,则原式化为
(3)原式
解析
核心思路:
- 换元法:当被积函数是复合函数形式时,通过替换简化积分。
- 分式分解:将复杂分式拆分为简单分式之和,便于积分。
- 三角恒等式:利用二倍角公式将高次三角函数转化为一次函数组合。
第(1)题
关键步骤:
- 换元:令 $u = 3 - 5x$,则 $du = -5 dx$,即 $dx = -\dfrac{1}{5} du$。
- 代入积分:原式变为 $-\dfrac{1}{5} \int u^{\frac{3}{5}} du$。
- 幂函数积分:$\int u^n du = \dfrac{u^{n+1}}{n+1} + C$,此处 $n = \dfrac{3}{5}$。
- 还原变量:将 $u$ 替换回 $3 - 5x$,整理系数。
第(2)题
关键步骤:
- 分子分母同乘 $e^{-x}$:原式变形为 $\int \dfrac{1}{e^x(e^x + 1)} dx$。
- 换元:令 $t = e^x$,则 $dt = e^x dx$,即 $dx = \dfrac{dt}{t}$。
- 分式分解:$\dfrac{1}{t(t+1)} = \dfrac{1}{t} - \dfrac{1}{t+1}$。
- 积分:分别积分 $\dfrac{1}{t}$ 和 $\dfrac{1}{t+1}$。
- 还原变量:将 $t$ 替换回 $e^x$。
第(3)题
关键步骤:
- 二倍角公式:$\cos^2 x = \dfrac{1 + \cos 2x}{2}$。
- 拆分积分:$\int \dfrac{1}{2} dx + \int \dfrac{\cos 2x}{2} dx$。
- 逐项积分:
- $\int \dfrac{1}{2} dx = \dfrac{x}{2}$。
- $\int \dfrac{\cos 2x}{2} dx = \dfrac{1}{4} \sin 2x$(注意系数 $\dfrac{1}{2}$ 来自 $\dfrac{1}{2} \cdot \dfrac{1}{2}$)。