题目
int x(x+2)dx = ( )A. (1)/(2) x^3 + x^2 + CB. (1)/(3) x^3 + 2x^2 + CC. 2x + 2 + CD. (1)/(3) x^3 + x^2 + C
$\int x(x+2)dx = (\quad)$
A. $\frac{1}{2} x^3 + x^2 + C$
B. $\frac{1}{3} x^3 + 2x^2 + C$
C. $2x + 2 + C$
D. $\frac{1}{3} x^3 + x^2 + C$
题目解答
答案
D. $\frac{1}{3} x^3 + x^2 + C$
解析
本题考查不定积分的计算,解题思路是先将被积函数展开,然后根据不定积分的基本公式分别对展开后的各项进行积分,最后将各项积分结果相加并加上积分常数。
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展开被积函数:
已知被积函数为$x(x + 2)$,根据乘法分配律$a(b+c)=ab+ac$,可得$x(x + 2)=x^2 + 2x$。
此时原积分$\int x(x + 2)dx$就变为$\int (x^2 + 2x)dx$。 -
利用不定积分的加法法则:
根据不定积分的加法法则$\int [f(x)+g(x)]dx=\int f(x)dx+\int g(x)dx$,可得$\int (x^2 + 2x)dx=\int x^2dx+\int 2xdx$。 -
分别计算各项积分:
- 对于$\int x^2dx$,根据不定积分基本公式$\int x^n dx=\frac{1}{n + 1}x^{n + 1}+C$($n\neq -1$),当$n = 2$时,$\int x^2dx=\frac{1}{2 + 1}x^{2 + 1}+C_1=\frac{1}{3}x^3+C_1$。
- 对于$\int 2xdx$,根据不定积分的常数倍数法则$\int kf(x)dx=k\int f(x)dx$($k$为常数),可得$\int 2xdx=2\int xdx$。
再根据不定积分基本公式$\int x^n dx=\frac{1}{n + 1}x^{n + 1}+C$($n\neq -1$),当$n = 1$时,$\int xdx=\frac{1}{1 + 1}x^{1 + 1}+C_2=\frac{1}{2}x^2+C_2$,所以$2\int xdx=2\times(\frac{1}{2}x^2+C_2)=x^2+2C_2$。
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合并积分结果:
将上述两项积分结果相加,可得$\int (x^2 + 2x)dx=\frac{1}{3}x^3+C_1+x^2+2C_2$。
令$C = C_1 + 2C_2$($C$为常数),则$\int (x^2 + 2x)dx=\frac{1}{3}x^3 + x^2 + C$。