题目
求int xcos (2x-3)dx.
求.
题目解答
答案
由题意得求不定积分的值。根据不定积分结构,采用分部积分法,公式为
,所以
解析
步骤 1:确定分部积分法的u和dv
根据分部积分法的公式$\int udv=uv-\int vdu$,我们选择$u=x$和$dv=\cos(2x-3)dx$。这样,$du=dx$,而$v$是$dv$的积分,即$v=\int \cos(2x-3)dx$。
步骤 2:计算v
为了计算$v$,我们需要求$\int \cos(2x-3)dx$。使用换元法,设$w=2x-3$,则$dw=2dx$,因此$dx=\frac{1}{2}dw$。所以,$\int \cos(2x-3)dx=\frac{1}{2}\int \cos(w)dw=\frac{1}{2}\sin(w)+C=\frac{1}{2}\sin(2x-3)+C$。因此,$v=\frac{1}{2}\sin(2x-3)$。
步骤 3:应用分部积分法
现在我们有了$u=x$,$du=dx$,$v=\frac{1}{2}\sin(2x-3)$,$dv=\cos(2x-3)dx$。根据分部积分法,$\int x\cos(2x-3)dx=x\cdot\frac{1}{2}\sin(2x-3)-\int \frac{1}{2}\sin(2x-3)dx$。
步骤 4:计算剩余的积分
剩余的积分是$\int \frac{1}{2}\sin(2x-3)dx$。再次使用换元法,设$w=2x-3$,则$dw=2dx$,因此$dx=\frac{1}{2}dw$。所以,$\int \frac{1}{2}\sin(2x-3)dx=\frac{1}{2}\int \frac{1}{2}\sin(w)dw=-\frac{1}{4}\cos(w)+C=-\frac{1}{4}\cos(2x-3)+C$。
步骤 5:组合结果
将步骤3和步骤4的结果组合起来,我们得到$\int x\cos(2x-3)dx=\frac{1}{2}x\sin(2x-3)+\frac{1}{4}\cos(2x-3)+C$。
根据分部积分法的公式$\int udv=uv-\int vdu$,我们选择$u=x$和$dv=\cos(2x-3)dx$。这样,$du=dx$,而$v$是$dv$的积分,即$v=\int \cos(2x-3)dx$。
步骤 2:计算v
为了计算$v$,我们需要求$\int \cos(2x-3)dx$。使用换元法,设$w=2x-3$,则$dw=2dx$,因此$dx=\frac{1}{2}dw$。所以,$\int \cos(2x-3)dx=\frac{1}{2}\int \cos(w)dw=\frac{1}{2}\sin(w)+C=\frac{1}{2}\sin(2x-3)+C$。因此,$v=\frac{1}{2}\sin(2x-3)$。
步骤 3:应用分部积分法
现在我们有了$u=x$,$du=dx$,$v=\frac{1}{2}\sin(2x-3)$,$dv=\cos(2x-3)dx$。根据分部积分法,$\int x\cos(2x-3)dx=x\cdot\frac{1}{2}\sin(2x-3)-\int \frac{1}{2}\sin(2x-3)dx$。
步骤 4:计算剩余的积分
剩余的积分是$\int \frac{1}{2}\sin(2x-3)dx$。再次使用换元法,设$w=2x-3$,则$dw=2dx$,因此$dx=\frac{1}{2}dw$。所以,$\int \frac{1}{2}\sin(2x-3)dx=\frac{1}{2}\int \frac{1}{2}\sin(w)dw=-\frac{1}{4}\cos(w)+C=-\frac{1}{4}\cos(2x-3)+C$。
步骤 5:组合结果
将步骤3和步骤4的结果组合起来,我们得到$\int x\cos(2x-3)dx=\frac{1}{2}x\sin(2x-3)+\frac{1}{4}\cos(2x-3)+C$。