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题目

已知int f(x)dx=F(x)+C,则int xf(x^2)dx=A. 2F(x^2)+CB. F(x^2)+CC. (1)/(2)F(x^2)+CD. (1)/(4)F(x^2)+C

已知$\int f(x)dx=F(x)+C$,则$\int xf(x^2)dx=$

A. $2F(x^2)+C$

B. $F(x^2)+C$

C. $\frac{1}{2}F(x^2)+C$

D. $\frac{1}{4}F(x^2)+C$

题目解答

答案

C. $\frac{1}{2}F(x^2)+C$

解析

本题考查不定积分的换元积分法。解题的关键思路是通过合适的换元将被积函数转化为已知积分形式,再利用已知条件进行计算。

  1. 设$u = x^2$,对$u$求导,根据求导公式$(x^n)^\prime=nx^{n - 1}$可得:$du = 2xdx$,进一步变形得到$xdx=\frac{1}{2}du$。
  2. 将$u = x^2$和$xdx=\frac{1}{2}du$代入到$\int xf(x^2)dx$中,可得:
    $\int xf(x^2)dx=\int f(u)\cdot\frac{1}{2}du$
  3. 根据积分的性质$\int kf(x)dx=k\int f(x)dx$($k$为常数),对$\int f(u)\cdot\frac{1}{2}du$进行化简:
    $\int f(u)\cdot\frac{1}{2}du=\frac{1}{2}\int f(u)du$
  4. 已知$\int f(x)dx=F(x)+C$,由于积分变量可以用任意字母表示,所以$\int f(u)du=F(u)+C$。
  5. 将$\int f(u)du=F(u)+C$代入到$\frac{1}{2}\int f(u)du$中,可得:
    $\frac{1}{2}\int f(u)du=\frac{1}{2}F(u)+C$
  6. 最后把$u = x^2$代回$\frac{1}{2}F(u)+C$,得到$\frac{1}{2}F(x^2)+C$。

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