题目
5.计算 int (sqrt (x)+sin sqrt (x))dx

题目解答
答案

解析
步骤 1:代换
设 $t = \sqrt{x}$,则 $x = t^2$,$dx = 2t dt$。
步骤 2:代入
将 $t$ 和 $dx$ 代入原积分,得到 $\int (\sqrt{x} + \sin \sqrt{x}) dx = \int (t + \sin t) 2t dt$。
步骤 3:展开
将积分展开为 $\int 2t^2 dt + \int 2t \sin t dt$。
步骤 4:计算第一个积分
$\int 2t^2 dt = \frac{2}{3}t^3 + C_1$。
步骤 5:计算第二个积分
使用分部积分法,设 $u = t$,$dv = \sin t dt$,则 $du = dt$,$v = -\cos t$。
$\int 2t \sin t dt = 2 \int t \sin t dt = 2(-t \cos t + \int \cos t dt) = -2t \cos t + 2 \sin t + C_2$。
步骤 6:合并结果
将两个积分的结果合并,得到 $\frac{2}{3}t^3 - 2t \cos t + 2 \sin t + C$。
步骤 7:回代
将 $t = \sqrt{x}$ 回代,得到 $\frac{2}{3}x^{3/2} - 2\sqrt{x} \cos \sqrt{x} + 2 \sin \sqrt{x} + C$。
设 $t = \sqrt{x}$,则 $x = t^2$,$dx = 2t dt$。
步骤 2:代入
将 $t$ 和 $dx$ 代入原积分,得到 $\int (\sqrt{x} + \sin \sqrt{x}) dx = \int (t + \sin t) 2t dt$。
步骤 3:展开
将积分展开为 $\int 2t^2 dt + \int 2t \sin t dt$。
步骤 4:计算第一个积分
$\int 2t^2 dt = \frac{2}{3}t^3 + C_1$。
步骤 5:计算第二个积分
使用分部积分法,设 $u = t$,$dv = \sin t dt$,则 $du = dt$,$v = -\cos t$。
$\int 2t \sin t dt = 2 \int t \sin t dt = 2(-t \cos t + \int \cos t dt) = -2t \cos t + 2 \sin t + C_2$。
步骤 6:合并结果
将两个积分的结果合并,得到 $\frac{2}{3}t^3 - 2t \cos t + 2 \sin t + C$。
步骤 7:回代
将 $t = \sqrt{x}$ 回代,得到 $\frac{2}{3}x^{3/2} - 2\sqrt{x} \cos \sqrt{x} + 2 \sin \sqrt{x} + C$。