题目
求不定积分int (x)^2(ln x-dfrac (1)(1+{x)^2})dx.
求不定积分
.
题目解答
答案
由题意得,








所以,


解析
步骤 1:将原积分拆分为两个积分
原积分可以拆分为两个积分,即$\int {x}^{2}\ln xdx$和$\int \dfrac {{x}^{2}}{1+{x}^{2}}dx$。
步骤 2:计算$\int {x}^{2}\ln xdx$
使用分部积分法,设$u=\ln x$,$dv={x}^{2}dx$,则$du=\dfrac {1}{x}dx$,$v=\dfrac {1}{3}{x}^{3}$。根据分部积分公式$\int udv=uv-\int vdu$,我们得到$\int {x}^{2}\ln xdx=\dfrac {1}{3}{x}^{3}\ln x-\int \dfrac {1}{3}{x}^{3}\cdot \dfrac {1}{x}dx=\dfrac {1}{3}{x}^{3}\ln x-\dfrac {1}{9}{x}^{3}+C$。
步骤 3:计算$\int \dfrac {{x}^{2}}{1+{x}^{2}}dx$
将被积函数$\dfrac {{x}^{2}}{1+{x}^{2}}$拆分为$1-\dfrac {1}{1+{x}^{2}}$,则原积分变为$\int (1-\dfrac {1}{1+{x}^{2}})dx$。这个积分可以拆分为$\int 1dx-\int \dfrac {1}{1+{x}^{2}}dx$,即$x-\arctan x+C$。
步骤 4:将两个积分的结果相减
将步骤2和步骤3的结果相减,得到原积分的结果。
原积分可以拆分为两个积分,即$\int {x}^{2}\ln xdx$和$\int \dfrac {{x}^{2}}{1+{x}^{2}}dx$。
步骤 2:计算$\int {x}^{2}\ln xdx$
使用分部积分法,设$u=\ln x$,$dv={x}^{2}dx$,则$du=\dfrac {1}{x}dx$,$v=\dfrac {1}{3}{x}^{3}$。根据分部积分公式$\int udv=uv-\int vdu$,我们得到$\int {x}^{2}\ln xdx=\dfrac {1}{3}{x}^{3}\ln x-\int \dfrac {1}{3}{x}^{3}\cdot \dfrac {1}{x}dx=\dfrac {1}{3}{x}^{3}\ln x-\dfrac {1}{9}{x}^{3}+C$。
步骤 3:计算$\int \dfrac {{x}^{2}}{1+{x}^{2}}dx$
将被积函数$\dfrac {{x}^{2}}{1+{x}^{2}}$拆分为$1-\dfrac {1}{1+{x}^{2}}$,则原积分变为$\int (1-\dfrac {1}{1+{x}^{2}})dx$。这个积分可以拆分为$\int 1dx-\int \dfrac {1}{1+{x}^{2}}dx$,即$x-\arctan x+C$。
步骤 4:将两个积分的结果相减
将步骤2和步骤3的结果相减,得到原积分的结果。