题目
int e^sqrt(x) dx = ( )A. 2e^sqrt(x)(sqrt(x)+1)+ CB. 2e^sqrt(x)(sqrt(x)-1)+ CC. e^sqrt(x)(sqrt(x)-1)+ CD. e^sqrt(x)(sqrt(x)+1)+ C
$\int e^{\sqrt{x}} dx = (\quad)$
A. $2e^{\sqrt{x}}(\sqrt{x}+1)+ C$
B. $2e^{\sqrt{x}}(\sqrt{x}-1)+ C$
C. $e^{\sqrt{x}}(\sqrt{x}-1)+ C$
D. $e^{\sqrt{x}}(\sqrt{x}+1)+ C$
题目解答
答案
B. $2e^{\sqrt{x}}(\sqrt{x}-1)+ C$
解析
考查要点:本题主要考查换元积分法和分部积分法的综合应用,特别是处理含有指数函数与根号的不定积分。
解题核心思路:
- 换元法:通过令$u = \sqrt{x}$,将原积分转化为关于$u$的积分,简化计算。
- 分部积分法:对转化后的积分$\int u e^u \, du$,选择适当的分部方式,逐步降次求解。
关键点:正确选择换元变量和分部积分中的$u$与$dv$,确保每一步变形准确。
步骤1:变量替换
令$u = \sqrt{x}$,则$x = u^2$,$dx = 2u \, du$。代入原积分:
$\int e^{\sqrt{x}} \, dx = \int e^u \cdot 2u \, du = 2 \int u e^u \, du$
步骤2:分部积分法
对$\int u e^u \, du$,设$v = u$,$dw = e^u \, du$,则$dv = du$,$w = e^u$。根据分部积分公式:
$\int u e^u \, du = u e^u - \int e^u \, du = e^u (u - 1) + C$
步骤3:代回变量并整理
将结果代入原积分表达式:
$2 \int u e^u \, du = 2 e^u (u - 1) + C$
再将$u = \sqrt{x}$代回,得到最终结果:
$2 e^{\sqrt{x}} (\sqrt{x} - 1) + C$