题目
(int )_(1)^(e^2)dfrac (ln x)(sqrt {x)}dx= __

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查分部积分法的应用,以及对对数函数与幂函数乘积积分的处理能力。
解题核心思路:
被积函数为$\dfrac{\ln x}{\sqrt{x}}$,属于$\ln x$与$x^{-1/2}$的乘积形式。分部积分法是关键解法,需合理选择$u$和$dv$,通常让$u = \ln x$(易求导),$dv = x^{-1/2}dx$(易积分)。
破题关键点:
- 正确应用分部积分公式,将原积分转化为更简单的积分形式。
- 注意积分上下限的代入,避免计算错误。
- 化简中间步骤,特别是对代数表达式的简化。
分部积分法步骤:
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设$u$和$dv$:
- $u = \ln x \quad \Rightarrow \quad du = \dfrac{1}{x}dx$
- $dv = \dfrac{1}{\sqrt{x}}dx = x^{-1/2}dx \quad \Rightarrow \quad v = 2\sqrt{x}$
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应用分部积分公式:
$\int u \, dv = uv - \int v \, du$
代入得:
$\int_{1}^{e^2} \dfrac{\ln x}{\sqrt{x}}dx = \left. 2\sqrt{x} \cdot \ln x \right|_{1}^{e^2} - \int_{1}^{e^2} 2\sqrt{x} \cdot \dfrac{1}{x}dx$ -
计算第一项:
- 上限$x = e^2$时:$2\sqrt{e^2} \cdot \ln e^2 = 2e \cdot 2 = 4e$
- 下限$x = 1$时:$2\sqrt{1} \cdot \ln 1 = 2 \cdot 0 = 0$
- 因此,第一项结果为$4e - 0 = 4e$
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化简第二项积分:
$\int_{1}^{e^2} 2\sqrt{x} \cdot \dfrac{1}{x}dx = \int_{1}^{e^2} 2x^{-1/2}dx = 2 \cdot 2\sqrt{x} \Big|_{1}^{e^2} = 4\sqrt{x} \Big|_{1}^{e^2}$
代入上下限:- 上限$x = e^2$时:$4\sqrt{e^2} = 4e$
- 下限$x = 1$时:$4\sqrt{1} = 4$
- 因此,第二项结果为$4e - 4$
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合并结果:
$4e - (4e - 4) = 4$