题目
设f(x)的一个原函数为 dfrac (sin x)(x), 求 int xf'(2x)dx.

题目解答
答案

解析
步骤 1:确定f(x)的表达式
由于 $\int f(x)dx=\dfrac {\sin x}{x}+C$ ,我们可以通过对 $\dfrac {\sin x}{x}$ 求导来确定f(x)的表达式。根据求导法则,我们有:
$f(x)=\dfrac {d}{dx}\left(\dfrac {\sin x}{x}\right)=\dfrac {x\cos x-\sin x}{{x}^{2}}$
步骤 2:计算 $\int xf'(2x)dx$
根据题目要求,我们需要计算 $\int xf'(2x)dx$ 。首先,我们注意到 $f'(2x)$ 是 $f(2x)$ 的导数,因此我们可以通过对 $f(2x)$ 求导来得到 $f'(2x)$ 。然后,我们利用分部积分法来计算积分。分部积分法的公式是 $\int udv=uv-\int vdu$ 。在这里,我们设 $u=x$ 和 $dv=f'(2x)dx$ ,则 $du=dx$ 和 $v=\dfrac{1}{2}f(2x)$ 。因此,我们有:
$\int xf'(2x)dx=\dfrac {1}{2}xf(2x)-\dfrac {1}{2}\int f(2x)dx$
步骤 3:计算 $\int f(2x)dx$
根据步骤1中得到的f(x)的表达式,我们可以计算 $\int f(2x)dx$ 。由于 $f(2x)=\dfrac {2x\cos 2x-\sin 2x}{{(2x)}^{2}}$ ,我们有:
$\int f(2x)dx=\int \dfrac {2x\cos 2x-\sin 2x}{{(2x)}^{2}}dx=\dfrac {\sin 2x}{2x}+C$
步骤 4:代入并简化
将步骤3的结果代入步骤2中的表达式,我们得到:
$\int xf'(2x)dx=\dfrac {1}{2}xf(2x)-\dfrac {1}{2}\int f(2x)dx=\dfrac {1}{2}\dfrac {2x\cos 2x-\sin 2x}{4x}-\dfrac {1}{4}\dfrac {\sin 2x}{2x}+C=\dfrac {1}{4}\cos 2x-\dfrac {\sin 2x}{4x}+C$
由于 $\int f(x)dx=\dfrac {\sin x}{x}+C$ ,我们可以通过对 $\dfrac {\sin x}{x}$ 求导来确定f(x)的表达式。根据求导法则,我们有:
$f(x)=\dfrac {d}{dx}\left(\dfrac {\sin x}{x}\right)=\dfrac {x\cos x-\sin x}{{x}^{2}}$
步骤 2:计算 $\int xf'(2x)dx$
根据题目要求,我们需要计算 $\int xf'(2x)dx$ 。首先,我们注意到 $f'(2x)$ 是 $f(2x)$ 的导数,因此我们可以通过对 $f(2x)$ 求导来得到 $f'(2x)$ 。然后,我们利用分部积分法来计算积分。分部积分法的公式是 $\int udv=uv-\int vdu$ 。在这里,我们设 $u=x$ 和 $dv=f'(2x)dx$ ,则 $du=dx$ 和 $v=\dfrac{1}{2}f(2x)$ 。因此,我们有:
$\int xf'(2x)dx=\dfrac {1}{2}xf(2x)-\dfrac {1}{2}\int f(2x)dx$
步骤 3:计算 $\int f(2x)dx$
根据步骤1中得到的f(x)的表达式,我们可以计算 $\int f(2x)dx$ 。由于 $f(2x)=\dfrac {2x\cos 2x-\sin 2x}{{(2x)}^{2}}$ ,我们有:
$\int f(2x)dx=\int \dfrac {2x\cos 2x-\sin 2x}{{(2x)}^{2}}dx=\dfrac {\sin 2x}{2x}+C$
步骤 4:代入并简化
将步骤3的结果代入步骤2中的表达式,我们得到:
$\int xf'(2x)dx=\dfrac {1}{2}xf(2x)-\dfrac {1}{2}\int f(2x)dx=\dfrac {1}{2}\dfrac {2x\cos 2x-\sin 2x}{4x}-\dfrac {1}{4}\dfrac {\sin 2x}{2x}+C=\dfrac {1}{4}\cos 2x-\dfrac {\sin 2x}{4x}+C$