题目
子心中-|||-密码:结果取前八位-|||-wi F (int )_(-2)^2((x)^3cos dfrac (x)(2)+dfrac (1)(2))sqrt (4-{x)^2dx}-|||-没文化你好意思蹭网吗?

题目解答
答案
3.141592
解析
考查要点:本题主要考查定积分的对称性(奇偶函数在对称区间上的积分性质)以及常见几何图形面积的积分表达。
解题核心思路:
- 拆分被积函数:将积分拆分为两个部分,分别处理。
- 利用奇偶性简化计算:第一部分为奇函数,在对称区间积分结果为0;第二部分为偶函数,转化为半区间积分。
- 几何意义求解:第二部分积分对应四分之一圆的面积,直接利用圆面积公式计算。
破题关键点:
- 识别奇偶性:正确判断各部分函数的奇偶性。
- 几何图形联想:将$\sqrt{4-x^2}$与半圆方程联系,快速得出积分结果。
原题:计算定积分
$\int_{-2}^{2} \left( x^3 \cos \frac{x}{2} + \frac{1}{2} \right) \sqrt{4 - x^2} \, dx$
解题步骤:
1. 拆分被积函数
将积分拆分为两部分:
$\int_{-2}^{2} x^3 \cos \frac{x}{2} \cdot \sqrt{4 - x^2} \, dx \quad + \quad \int_{-2}^{2} \frac{1}{2} \sqrt{4 - x^2} \, dx$
2. 分析第一部分积分
- 判断奇偶性:
$x^3$是奇函数,$\cos \frac{x}{2}$是偶函数,$\sqrt{4 - x^2}$是偶函数。
奇函数 $\times$ 偶函数 $\times$ 偶函数 = 奇函数。 - 对称区间积分性质:
奇函数在对称区间$[-a, a]$上的积分结果为0。
因此,第一部分积分结果为 0。
3. 分析第二部分积分
- 判断奇偶性:
$\frac{1}{2} \sqrt{4 - x^2}$是偶函数。 - 利用偶函数性质:
偶函数在对称区间上的积分可转化为两倍的半区间积分:
$2 \int_{0}^{2} \frac{1}{2} \sqrt{4 - x^2} \, dx = \int_{0}^{2} \sqrt{4 - x^2} \, dx$
4. 几何意义求解
- 积分几何意义:
$\sqrt{4 - x^2}$表示半径为2的上半圆方程,积分$\int_{0}^{2} \sqrt{4 - x^2} \, dx$对应四分之一圆的面积。 - 计算面积:
四分之一圆面积为$\frac{1}{4} \pi r^2 = \frac{1}{4} \pi \cdot 2^2 = \pi$。
最终结果:
$0 + \pi = \pi \quad \Rightarrow \quad \text{结果取前八位为} \, 3.141592$