(int )_(-2)^2dfrac (x+|x|)(2+{x)^2}dx=

题目解答
答案
解析:

解析
考查要点:本题主要考查定积分的对称性应用及换元积分法。
解题思路:
- 观察被积函数的奇偶性:当积分区间对称时,若被积函数为奇函数,积分结果为0;若为偶函数,积分可转化为两倍正区间的积分。
- 简化积分区间:通过分析被积函数在负区间的值为0,将原积分转化为正区间的两倍积分。
- 换元积分:对简化后的积分使用换元法求解。
步骤1:分析被积函数的对称性
被积函数为 $\dfrac{x + |x|}{2 + x^2}$,当 $x \geq 0$ 时,$|x| = x$,分子为 $x + x = 2x$,此时函数为 $\dfrac{2x}{2 + x^2}$;
当 $x < 0$ 时,$|x| = -x$,分子为 $x + (-x) = 0$,此时函数值为0。
因此,原积分可简化为:
$\int_{-2}^{2} \dfrac{x + |x|}{2 + x^2} dx = \int_{-2}^{0} 0 \, dx + \int_{0}^{2} \dfrac{2x}{2 + x^2} dx = 2 \int_{0}^{2} \dfrac{x}{2 + x^2} dx$
步骤2:换元积分
令 $u = 2 + x^2$,则 $du = 2x dx$,即 $x dx = \dfrac{du}{2}$。
当 $x = 0$ 时,$u = 2$;当 $x = 2$ 时,$u = 6$。
积分变为:
$\int_{0}^{2} \dfrac{x}{2 + x^2} dx = \int_{2}^{6} \dfrac{1}{u} \cdot \dfrac{du}{2} = \dfrac{1}{2} \int_{2}^{6} \dfrac{1}{u} du = \dfrac{1}{2} \left[ \ln |u| \right]_{2}^{6} = \dfrac{1}{2} (\ln 6 - \ln 2)$
步骤3:计算最终结果
将结果代入原式:
$2 \cdot \dfrac{1}{2} (\ln 6 - \ln 2) = \ln 6 - \ln 2 = \ln \dfrac{6}{2} = \ln 3$