题目
计算(int )_(-2)^1dfrac (1)({(7+3x))^3}dx-|||-__时,令(int )_(-2)^1dfrac (1)({(7+3x))^3}dx-|||-__,则原式(int )_(-2)^1dfrac (1)({(7+3x))^3}dx-|||-__(int )_(-2)^1dfrac (1)({(7+3x))^3}dx-|||-__错(int )_(-2)^1dfrac (1)({(7+3x))^3}dx-|||-__对
计算
时,令
,则原式
错
对
题目解答
答案
令
,则
∴
当
时,

当
时,
∴


故答案是
解析
考查要点:本题主要考查定积分的换元法应用,特别是积分变量替换后积分上下限的调整。
解题核心思路:
使用换元法时,必须将原积分变量$x$的上下限转换为新变量$u$的对应值,否则会导致积分区间错误,最终结果偏差。
破题关键点:
- 正确计算新变量$u$的上下限:当$x=-2$时,$u=7+3(-2)=1$;当$x=1$时,$u=7+3(1)=10$。
- 替换$dx$时系数处理:由$u=7+3x$得$dx=\dfrac{1}{3}du$,积分式需乘以$\dfrac{1}{3}$。
- 积分区间必须同步更新:原积分区间$[-2,1]$对应新变量$u$的区间$[1,10]$,而非保持原区间。
步骤1:变量替换与上下限转换
令$u=7+3x$,则:
- 当$x=-2$时,$u=7+3(-2)=1$;
- 当$x=1$时,$u=7+3(1)=10$。
步骤2:替换$dx$并调整积分式
由$u=7+3x$得$du=3dx$,即$dx=\dfrac{1}{3}du$。
原积分变为:
$\int_{-2}^{1} \frac{1}{(7+3x)^3} dx = \frac{1}{3} \int_{1}^{10} \frac{1}{u^3} du$
步骤3:计算积分
积分$\int \frac{1}{u^3} du$的原函数为:
$\int u^{-3} du = \frac{u^{-2}}{-2} + C = -\frac{1}{2u^2} + C$
代入上下限$1$和$10$:
$\frac{1}{3} \left[ -\frac{1}{2(10)^2} + \frac{1}{2(1)^2} \right] = \frac{1}{3} \left( -\frac{1}{200} + \frac{1}{2} \right) = \frac{1}{3} \cdot \frac{99}{200} = \frac{33}{200}$
错误分析:
原题中未调整积分区间,直接使用$x$的区间$[-2,1]$,导致积分结果错误。