题目
10. 定积分int_(0)^1(1)/(1+sqrt(x))dx=( )A. 1-2ln2B. 2-ln2C. 2-2ln2D. 1-ln2
10. 定积分$\int_{0}^{1}\frac{1}{1+\sqrt{x}}dx=$( )
A. 1-2ln2
B. 2-ln2
C. 2-2ln2
D. 1-ln2
题目解答
答案
C. 2-2ln2
解析
考查要点:本题主要考查定积分的计算,特别是通过变量替换简化积分表达式的能力,以及分式分解的技巧。
解题核心思路:
- 变量替换:令$t = \sqrt{x}$,将原积分转化为关于$t$的积分,简化被积函数。
- 分式分解:将被积函数$\frac{2t}{1+t}$拆分为更易积分的形式。
- 分步积分:分别计算多项式和对数函数的积分,最后代入上下限求解。
破题关键点:
- 选择合适的替换变量:通过$t = \sqrt{x}$消除根号,简化积分形式。
- 正确拆分分式:将$\frac{2t}{1+t}$转化为$2\left(1 - \frac{1}{1+t}\right)$,便于积分。
变量替换与积分转换
令$t = \sqrt{x}$,则$x = t^2$,$dx = 2t \, dt$。当$x$从$0$变到$1$时,$t$从$0$变到$1$。原积分变为:
$\int_{0}^{1} \frac{1}{1+\sqrt{x}} \, dx = \int_{0}^{1} \frac{2t}{1+t} \, dt$
分式分解
将被积函数拆分:
$\frac{2t}{1+t} = 2 \left(1 - \frac{1}{1+t}\right)$
分步积分
积分分为两部分:
$2 \int_{0}^{1} \left(1 - \frac{1}{1+t}\right) \, dt = 2 \left[ \int_{0}^{1} 1 \, dt - \int_{0}^{1} \frac{1}{1+t} \, dt \right]$
-
第一部分积分:
$\int_{0}^{1} 1 \, dt = t \Big|_{0}^{1} = 1 - 0 = 1$ -
第二部分积分:
$\int_{0}^{1} \frac{1}{1+t} \, dt = \ln|1+t| \Big|_{0}^{1} = \ln2 - \ln1 = \ln2$
合并结果
代入上下限并计算:
$2 \left[1 - \ln2\right] = 2 - 2\ln2$