题目
求下列不定积分:-|||-int dfrac (1+2{x)^2}({x)^2(1+(x)^2)}dx ;

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查分式分解法在不定积分中的应用,以及基本积分公式的运用。
解题核心思路:
将被积函数拆分为简单分式的和,利用分式分解法简化积分。关键在于将分子拆解为与分母相关项的组合,从而转化为已知积分形式。
破题关键点:
- 观察分子与分母的结构,尝试将分子表示为分母各因子的线性组合。
- 拆分分式后,分别对简单分式进行积分,利用基本积分公式(如$\int \frac{1}{x^2}dx$和$\int \frac{1}{1+x^2}dx$)。
步骤1:分式分解
将被积函数$\frac{1+2x^2}{x^2(1+x^2)}$拆分为两个简单分式的和:
$\frac{1+2x^2}{x^2(1+x^2)} = \frac{1}{x^2} + \frac{1}{1+x^2}$
步骤2:分别积分
对拆分后的两个分式分别积分:
- 第一项积分:
$\int \frac{1}{x^2}dx = \int x^{-2}dx = -x^{-1} + C_1 = -\frac{1}{x} + C_1$ - 第二项积分:
$\int \frac{1}{1+x^2}dx = \arctan x + C_2$
步骤3:合并结果
将两部分的积分结果合并,并合并常数项:
$\int \frac{1+2x^2}{x^2(1+x^2)}dx = -\frac{1}{x} + \arctan x + C$
注意:题目给出的答案中$\arccos x$应为$\arctan x$,可能存在笔误。