题目
=(int )_(-1)^1(f(x)+f(-x)+x} cdot ln (sqrt (1+{x)^2}+x)dx.

.
题目解答
答案
令F(x)=f(x)+f(-x)
∴F(-x)=f(-x)+f(x)
∵F(x)=F(-x)
∴F(x)为偶函数
令f(x)=
f(-x)=
=
=
=-f(x)
∴f(x)=
为奇函数
∴
∴原式=

=
=
=
令g(x)=
g(-x)=
∵g(x)+g(-x)=0
∴g(x)为奇函数
∴
∴原式=
=
=
解析
步骤 1:定义函数F(x)和f(x)
令F(x)=f(x)+f(-x),则F(-x)=f(-x)+f(x)。由于F(x)=F(-x),所以F(x)为偶函数。
令f(x)=$\ln (\sqrt {1+{x}^{2}}+x)$,则f(-x)=$\ln (\sqrt {1+{x}^{2}}-x)$=$\ln \dfrac {1}{\sqrt {1+{x}^{2}}+x}$=$-\ln (\sqrt {1+{x}^{2}}+x)$=-f(x)。因此,f(x)为奇函数。
步骤 2:计算积分
由于F(x)为偶函数,f(x)为奇函数,所以${\int }_{-1}^{1}[ f(x)+f(-x)] \cdot \ln (\sqrt {1+{x}^{2}}+x)dx=0$。
原式变为${\int }_{-1}^{1}[ f(x)+f(-\infty )] m(\sqrt {1+{x}^{2}}+x)dx+{\int }_{-1}^{1}\sin (\sqrt {1+{x}^{2}}+x)dx$=0+${\int }_{-1}^{1}x\ln (\sqrt {1+{x}^{2}}+x)dx$。
步骤 3:简化积分
${\int }_{-1}^{1}x\ln (\sqrt {1+{x}^{2}}+x)dx$=$2{\int }_{0}^{1}x\ln (\sqrt {1+{x}^{2}}+x)dx$=$2{\int }_{0}^{1}(x\ln \sqrt {1+{x}^{2}}+x)dx$=${\int }_{-1}^{1}(x\ln \sqrt {1+{x}^{2}})dx+2{\int }_{0}^{1}x\ln xdx$。
令g(x)=$x\ln \sqrt {1+{x}^{2}}$,则g(-x)=$-x\ln \sqrt {1+{x}^{2}}$。由于g(x)+g(-x)=0,所以g(x)为奇函数。因此,${\int }_{-1}^{1}(x\ln \sqrt {1+{x}^{2}})dx=0$。
步骤 4:计算最终积分
原式=2${\int }_{0}^{1}x\ln xdx$=$2\cdot \dfrac {1}{2}{x}^{2}\ln x-\dfrac {1}{4}{x}^{2}{l}_{0}^{1}$=$-\dfrac {1}{2}$。
令F(x)=f(x)+f(-x),则F(-x)=f(-x)+f(x)。由于F(x)=F(-x),所以F(x)为偶函数。
令f(x)=$\ln (\sqrt {1+{x}^{2}}+x)$,则f(-x)=$\ln (\sqrt {1+{x}^{2}}-x)$=$\ln \dfrac {1}{\sqrt {1+{x}^{2}}+x}$=$-\ln (\sqrt {1+{x}^{2}}+x)$=-f(x)。因此,f(x)为奇函数。
步骤 2:计算积分
由于F(x)为偶函数,f(x)为奇函数,所以${\int }_{-1}^{1}[ f(x)+f(-x)] \cdot \ln (\sqrt {1+{x}^{2}}+x)dx=0$。
原式变为${\int }_{-1}^{1}[ f(x)+f(-\infty )] m(\sqrt {1+{x}^{2}}+x)dx+{\int }_{-1}^{1}\sin (\sqrt {1+{x}^{2}}+x)dx$=0+${\int }_{-1}^{1}x\ln (\sqrt {1+{x}^{2}}+x)dx$。
步骤 3:简化积分
${\int }_{-1}^{1}x\ln (\sqrt {1+{x}^{2}}+x)dx$=$2{\int }_{0}^{1}x\ln (\sqrt {1+{x}^{2}}+x)dx$=$2{\int }_{0}^{1}(x\ln \sqrt {1+{x}^{2}}+x)dx$=${\int }_{-1}^{1}(x\ln \sqrt {1+{x}^{2}})dx+2{\int }_{0}^{1}x\ln xdx$。
令g(x)=$x\ln \sqrt {1+{x}^{2}}$,则g(-x)=$-x\ln \sqrt {1+{x}^{2}}$。由于g(x)+g(-x)=0,所以g(x)为奇函数。因此,${\int }_{-1}^{1}(x\ln \sqrt {1+{x}^{2}})dx=0$。
步骤 4:计算最终积分
原式=2${\int }_{0}^{1}x\ln xdx$=$2\cdot \dfrac {1}{2}{x}^{2}\ln x-\dfrac {1}{4}{x}^{2}{l}_{0}^{1}$=$-\dfrac {1}{2}$。