题目
设f(x)的一个原函数为F(x),则int f(2x)dx=____.A. (1)/(2)F(2x)+CB. F(2x)+CC. 2F((x)/(2))+CD. F((x)/(2))+C
设$f(x)$的一个原函数为$F(x)$,则$\int f(2x)dx=$____.
A. $\frac{1}{2}F(2x)+C$
B. $F(2x)+C$
C. $2F(\frac{x}{2})+C$
D. $F(\frac{x}{2})+C$
题目解答
答案
A. $\frac{1}{2}F(2x)+C$
解析
考查要点:本题主要考查不定积分的换元法以及原函数的概念。关键在于正确进行变量替换,并处理积分中的系数。
解题思路:
- 变量替换:令$u = 2x$,将原积分中的$2x$替换为$u$,并计算对应的$dx$表达式。
- 积分转换:将原积分转换为关于$u$的积分,并注意系数的变化。
- 利用原函数:根据已知条件$F(x)$是$f(x)$的原函数,直接写出积分结果。
- 回代与简化:将变量$u$替换回原变量$x$,并整理最终结果。
破题关键:
- 换元法的正确应用,尤其是$dx$与$du$之间的转换关系。
- 积分系数的处理,避免遗漏$\frac{1}{2}$的因子。
步骤1:变量替换
设$u = 2x$,则$du = 2dx$,即$dx = \frac{1}{2}du$。
步骤2:积分转换
将原积分$\int f(2x)dx$中的变量替换为$u$:
$\int f(2x)dx = \int f(u) \cdot \frac{1}{2}du = \frac{1}{2} \int f(u)du.$
步骤3:利用原函数
已知$F(x)$是$f(x)$的原函数,因此$\int f(u)du = F(u) + C$,代入得:
$\frac{1}{2} \int f(u)du = \frac{1}{2}F(u) + C.$
步骤4:回代变量
将$u = 2x$代回,得到最终结果:
$\frac{1}{2}F(2x) + C.$
验证答案:
对选项A求导,验证是否等于被积函数$f(2x)$:
$\frac{d}{dx}\left(\frac{1}{2}F(2x)\right) = \frac{1}{2} \cdot f(2x) \cdot 2 = f(2x),$
结果正确。