题目
19. int (e)^sqrt [3](x)dx

题目解答
答案

解析
本题考查不定积分的计算,解题思路是通过换元法将被积函数化简,然后利用分部积分法进行求解。
- 换元:
令$\sqrt[3]{x}=t$,则$x = t^3$,对$x = t^3$求导,根据求导公式$(X^n)^\prime=nX^{n - 1}$可得$dx = 3t^2dt$。
将$\sqrt[3]{x}=t$和$dx = 3t^2dt$代入原积分$\int e^{\sqrt[3]{x}}dx$,得到$\int e^t\cdot 3t^2dt = 3\int t^2e^tdt$。 - 使用分部积分法:
分部积分公式为$\int udv = uv - \int vdu$。
对于$3\int t^2e^tdt$,令$u = t^2$,$dv = e^tdt$。
对$u = t^2$求导,根据求导公式$(X^n)^\prime=nX^{n - 1}$可得$du = 2tdt$;
对$dv = e^tdt$积分,可得$v = e^t$。
根据分部积分公式可得:
$3\int t^2e^tdt = 3\left(t^2e^t - \int e^t\cdot 2tdt\right)=3t^2e^t - 6\int te^tdt$。 - 再次使用分部积分法:
对于$\int te^tdt$,令$u = t$,$dv = e^tdt$。
对$u = t$求导,可得$du = dt$;
对$dv = e^tdt$积分,可得$v = e^t$。
根据分部积分公式可得:
$\int te^tdt = te^t - \int e^tdt$。
对$\int e^tdt$积分,可得$\int e^tdt = e^t + C_1$($C_1$为常数)。
所以$\int te^tdt = te^t - e^t + C_1$。 - 回代:
将$\int te^tdt = te^t - e^t + C_1$代入$3t^2e^t - 6\int te^tdt$可得:
$\begin{align*}3t^2e^t - 6\int te^tdt&=3t^2e^t - 6(te^t - e^t + C_1)\\&=3t^2e^t - 6te^t + 6e^t - 6C_1\end{align*}$
令$C = - 6C_1$($C$为常数),再将$t = \sqrt[3]{x}$回代,得到:
$\int e^{\sqrt[3]{x}}dx = 3x^{\frac{2}{3}}e^{\sqrt[3]{x}} - 6\sqrt[3]{x}e^{\sqrt[3]{x}} + 6e^{\sqrt[3]{x}} + C$。