题目
21 单选 (4分)d ()-|||-( )=dfrac (2t)(1+{t)^4}dt-|||-A. arctan dfrac ({t)^2}(2)-|||-B. arctan(2t^2)-|||-C. arctan(2t)-|||-D.arctant^2

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查不定积分的计算,特别是通过代换法将积分转化为标准形式的能力,以及对反正切函数导数公式的应用。
解题核心思路:
观察积分形式 $\int \frac{2t}{1+t^4} dt$,发现分子 $2t$ 是分母 $t^4$ 的导数的变形。通过令 $u = t^2$ 进行代换,将原积分转化为 $\int \frac{1}{1+u^2} du$,从而直接利用反正切函数的积分公式求解。
破题关键点:
- 识别代换变量:选择 $u = t^2$,使得 $du = 2t dt$,与分子 $2t dt$ 完美匹配。
- 简化积分形式:代换后分母变为 $1 + u^2$,对应标准积分 $\int \frac{1}{1+u^2} du = \arctan u + C$。
- 反代换回原变量:最终结果需用 $t$ 表示,即 $\arctan(t^2) + C$,对应选项 D。
步骤 1:选择代换变量
令 $u = t^2$,则 $du = 2t dt$,即 $2t dt = du$。
步骤 2:代换积分表达式
原积分变为:
$\int \frac{2t}{1+t^4} dt = \int \frac{du}{1+u^2}.$
步骤 3:计算简化后的积分
根据标准积分公式 $\int \frac{1}{1+u^2} du = \arctan u + C$,得:
$\int \frac{du}{1+u^2} = \arctan u + C.$
步骤 4:反代换回原变量
将 $u = t^2$ 代回,得到原函数:
$\arctan(t^2) + C.$
选项匹配:
选项 D 为 $\arctan t^2$,与计算结果一致。