int dfrac (1-x)(sqrt {9-4{x)^2}}dx=________
=________
题目解答
答案
解:



此时可另
则

另


则原式=

解析
考查要点:本题主要考查不定积分的计算,涉及分式拆分、三角替换和代数替换的应用。
解题核心思路:将积分拆分为两个更简单的积分之差,分别处理。第一个积分通过三角替换转化为反正弦函数,第二个积分通过代数替换(利用微分形式)转化为幂函数积分。
破题关键点:
- 拆分积分:将分子中的$1$和$-x$分开处理,简化计算。
- 三角替换:对$\int \frac{1}{\sqrt{9-4x^2}}dx$,令$2x=3\sin t$,转化为标准反正弦积分。
- 代数替换:对$\int \frac{x}{\sqrt{9-4x^2}}dx$,令$u=9-4x^2$,利用微分形式简化积分。
步骤1:拆分积分
将原积分拆分为两个部分:
$\int \frac{1-x}{\sqrt{9-4x^2}}dx = \int \frac{1}{\sqrt{9-4x^2}}dx - \int \frac{x}{\sqrt{9-4x^2}}dx$
步骤2:计算第一个积分
三角替换:令$2x = 3\sin t$,则$x = \frac{3}{2}\sin t$,$dx = \frac{3}{2}\cos t dt$,且$\sqrt{9-4x^2} = 3\cos t$。代入得:
$\int \frac{1}{\sqrt{9-4x^2}}dx = \int \frac{\frac{3}{2}\cos t dt}{3\cos t} = \frac{1}{2}\int dt = \frac{1}{2}t + C_1 = \frac{1}{2}\arcsin\left(\frac{2x}{3}\right) + C_1$
步骤3:计算第二个积分
代数替换:令$u = 9-4x^2$,则$du = -8x dx$,即$x dx = -\frac{1}{8}du$。代入得:
$\int \frac{x}{\sqrt{9-4x^2}}dx = -\frac{1}{8}\int \frac{1}{\sqrt{u}}du = -\frac{1}{8} \cdot 2\sqrt{u} + C_2 = -\frac{1}{4}\sqrt{9-4x^2} + C_2$
步骤4:合并结果
将两部分结果合并:
$\int \frac{1-x}{\sqrt{9-4x^2}}dx = \frac{1}{2}\arcsin\left(\frac{2x}{3}\right) + \frac{1}{4}\sqrt{9-4x^2} + C$