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数学
题目

int (ln^3 x)/(x) dx = (此题为多项选择)下面说法、步骤、答案正确的是A. 需要用到第一类换元的凑微分法B. int ln^3 x cdot (1)/(x) dx,先把除法变成乘法C. int ln^3 x dln xD. (1)/(4) ln^4 x + c

$\int \frac{\ln^3 x}{x} dx =$ (此题为多项选择)下面说法、步骤、答案正确的是

A. 需要用到第一类换元的凑微分法

B. $\int \ln^3 x \cdot \frac{1}{x} dx$,先把除法变成乘法

C. $\int \ln^3 x d\ln x$

D. $\frac{1}{4} \ln^4 x + c$

题目解答

答案

ABCD
A. 需要用到第一类换元的凑微分法
B. $\int \ln^3 x \cdot \frac{1}{x} dx$,先把除法变成乘法
C. $\int \ln^3 x d\ln x$
D. $\frac{1}{4} \ln^4 x + c$

解析

本题考查不定积分的计算,解题思路是利用第一类换元积分法(凑微分法)来求解$\int \frac{\ln^3 x}{x} dx$。

  1. 分析选项A:
    • 对于$\int \frac{\ln^3 x}{x} dx$,我们发现被积函数中$\frac{1}{x}$是$\ln x$的导数,所以可以使用第一类换元的凑微分法。
    • 第一类换元积分法的公式为$\int f[\varphi(x)]\varphi^\prime(x)dx=\int f(u)du$(令$u = \varphi(x)$),这里$\varphi(x)=\ln x$,$\varphi^\prime(x)=\frac{1}{x}$,所以选项A正确。
  2. 分析选项B:
    • 原积分$\int \frac{\ln^3 x}{x} dx$,根据分数与乘法的关系$\frac{a}{b}=a\times\frac{1}{b}$,可将其变形为$\int \ln^3 x\cdot\frac{1}{x} dx$,也就是把除法变成了乘法,所以选项B正确。
  3. 分析选项C:
    • 因为$d\ln x = (\ln x)^\prime dx=\frac{1}{x}dx$,那么$\int \ln^3 x\cdot\frac{1}{x} dx$就可以写成$\int \ln^3 x d\ln x$,所以选项C正确。
  4. 分析选项D:
    • 令$u = \ln x$,则$\int \ln^3 x d\ln x=\int u^3 du$。
    • 根据幂函数的积分公式$\int x^n dx=\frac{1}{n + 1}x^{n+1}+C$($n\neq - 1$),对于$\int u^3 du$,这里$n = 3$,则$\int u^3 du=\frac{1}{3 + 1}u^{3 + 1}+C=\frac{1}{4}u^4+C$。
    • 再把$u=\ln x$代回,得到$\frac{1}{4}\ln^4 x + C$,所以选项D正确。

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