题目
int arcsin x , dx = ( )A. x arcsin x - sqrt(1 - x^2) + CB. x arcsin x + sqrt(1 - x^2) + CC. x arcsin x - 2sqrt(1 - x^2) + CD. x arcsin x + 2sqrt(1 - x^2) + C
$\int \arcsin x \, dx = (\quad)$
A. $x \arcsin x - \sqrt{1 - x^2} + C$
B. $x \arcsin x + \sqrt{1 - x^2} + C$
C. $x \arcsin x - 2\sqrt{1 - x^2} + C$
D. $x \arcsin x + 2\sqrt{1 - x^2} + C$
题目解答
答案
B. $x \arcsin x + \sqrt{1 - x^2} + C$
解析
步骤 1:使用分部积分法
分部积分法的公式为 $\int u \, dv = uv - \int v \, du$。这里,我们选择 $u = \arcsin x$ 和 $dv = dx$,则 $du = \frac{1}{\sqrt{1 - x^2}} \, dx$ 和 $v = x$。
步骤 2:应用分部积分法
将 $u$ 和 $v$ 代入分部积分法的公式中,得到 $\int \arcsin x \, dx = x \arcsin x - \int \frac{x}{\sqrt{1 - x^2}} \, dx$。
步骤 3:计算剩余积分
为了计算 $\int \frac{x}{\sqrt{1 - x^2}} \, dx$,我们使用代换法。设 $t = 1 - x^2$,则 $dt = -2x \, dx$,从而 $\int \frac{x}{\sqrt{1 - x^2}} \, dx = -\frac{1}{2} \int \frac{1}{\sqrt{t}} \, dt = -\sqrt{t} + C = -\sqrt{1 - x^2} + C$。
步骤 4:组合结果
将步骤 3 的结果代入步骤 2 的结果中,得到 $\int \arcsin x \, dx = x \arcsin x - (-\sqrt{1 - x^2}) + C = x \arcsin x + \sqrt{1 - x^2} + C$。
分部积分法的公式为 $\int u \, dv = uv - \int v \, du$。这里,我们选择 $u = \arcsin x$ 和 $dv = dx$,则 $du = \frac{1}{\sqrt{1 - x^2}} \, dx$ 和 $v = x$。
步骤 2:应用分部积分法
将 $u$ 和 $v$ 代入分部积分法的公式中,得到 $\int \arcsin x \, dx = x \arcsin x - \int \frac{x}{\sqrt{1 - x^2}} \, dx$。
步骤 3:计算剩余积分
为了计算 $\int \frac{x}{\sqrt{1 - x^2}} \, dx$,我们使用代换法。设 $t = 1 - x^2$,则 $dt = -2x \, dx$,从而 $\int \frac{x}{\sqrt{1 - x^2}} \, dx = -\frac{1}{2} \int \frac{1}{\sqrt{t}} \, dt = -\sqrt{t} + C = -\sqrt{1 - x^2} + C$。
步骤 4:组合结果
将步骤 3 的结果代入步骤 2 的结果中,得到 $\int \arcsin x \, dx = x \arcsin x - (-\sqrt{1 - x^2}) + C = x \arcsin x + \sqrt{1 - x^2} + C$。