24.[判断题]分部积分法int sqrt(x)sin sqrt(x)dx=-int xcos sqrt(x)+int cos sqrt(x)dx.A. 对B. 错
A. 对
B. 错
题目解答
答案
解析
分部积分法的核心公式为 $\int u \, dv = uv - \int v \, du$。本题的关键在于正确选择 $u$ 和 $dv$,并准确执行积分步骤。题目给出的等式是否成立,需通过分部积分的实际计算验证。
破题关键点:
- 选择 $u$ 和 $dv$:通常选择 $u$ 为求导后简化部分,$dv$ 为易积分部分。
- 分部积分后的展开与化简:需注意符号和积分项的完整性,避免遗漏项或计算错误。
步骤1:选择 $u$ 和 $dv$
设 $u = \sqrt{x}$,则 $du = \frac{1}{2\sqrt{x}} dx$;
设 $dv = \sin \sqrt{x} dx$,则 $v = \int \sin \sqrt{x} dx$。
步骤2:计算 $v = \int \sin \sqrt{x} dx$
令 $t = \sqrt{x}$,则 $x = t^2$,$dx = 2t dt$,积分变为:
$\begin{aligned}v &= \int \sin t \cdot 2t dt = 2 \int t \sin t dt \\&\text{再次分部积分:设 } u_1 = t, \, dv_1 = \sin t dt \\&\Rightarrow du_1 = dt, \, v_1 = -\cos t \\&\Rightarrow 2 \left( -t \cos t + \int \cos t dt \right) = 2 \left( -t \cos t + \sin t \right) + C \\&= -2t \cos t + 2 \sin t + C = -2\sqrt{x} \cos \sqrt{x} + 2 \sin \sqrt{x} + C.\end{aligned}$
步骤3:应用分部积分公式
原积分 $\int \sqrt{x} \sin \sqrt{x} dx$ 可展开为:
$\begin{aligned}\int \sqrt{x} \sin \sqrt{x} dx &= u \cdot v - \int v \cdot du \\&= \sqrt{x} \left( -2\sqrt{x} \cos \sqrt{x} + 2 \sin \sqrt{x} \right) - \int \left( -2\sqrt{x} \cos \sqrt{x} + 2 \sin \sqrt{x} \right) \cdot \frac{1}{2\sqrt{x}} dx \\&= -2x \cos \sqrt{x} + 2\sqrt{x} \sin \sqrt{x} - \int \left( -\cos \sqrt{x} + \frac{\sin \sqrt{x}}{\sqrt{x}} \right) dx.\end{aligned}$
步骤4:对比题目等式
题目右侧为 $-\int x \cos \sqrt{x} dx + \int \cos \sqrt{x} dx$,而实际计算中包含额外项 $2\sqrt{x} \sin \sqrt{x}$ 和 $\int \frac{\sin \sqrt{x}}{\sqrt{x}} dx$,显然题目等式不完整且符号错误,因此答案为错。