题目
2、若 int f(x)dx=dfrac (ln x)(x)+C. 则 int xf'(x)dx= () .-|||-A、 dfrac (1-ln x)({x)^2}+C B、 dfrac (1)(x)+c C、 ln x-x+C D、 dfrac (1-2ln x)(x)+C
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查不定积分与导数的关系,以及分部积分法的应用。
解题思路:
- 由已知积分求原函数:已知$\int f(x)dx = \dfrac{\ln x}{x} + C$,需先求出$f(x)$,即对$\dfrac{\ln x}{x}$求导。
- 分部积分法应用:将$\int xf'(x)dx$转化为$x f(x) - \int f(x)dx$,再代入已知积分结果。
关键点:正确求导得到$f(x)$,并灵活应用分部积分公式。
步骤1:求$f(x)$的表达式
已知$\int f(x)dx = \dfrac{\ln x}{x} + C$,对$\dfrac{\ln x}{x}$求导:
设$u = \ln x$,$v = x$,则$\dfrac{d}{dx}\left(\dfrac{u}{v}\right) = \dfrac{u'v - uv'}{v^2}$。
计算得:
$f(x) = \dfrac{d}{dx}\left(\dfrac{\ln x}{x}\right) = \dfrac{\dfrac{1}{x} \cdot x - \ln x \cdot 1}{x^2} = \dfrac{1 - \ln x}{x^2}.$
步骤2:应用分部积分法
对$\int xf'(x)dx$使用分部积分法:
$\int xf'(x)dx = x f(x) - \int f(x)dx.$
代入已知$\int f(x)dx = \dfrac{\ln x}{x} + C$,得:
$\int xf'(x)dx = x \cdot \dfrac{1 - \ln x}{x^2} - \dfrac{\ln x}{x} + C.$
步骤3:化简结果
化简表达式:
$x \cdot \dfrac{1 - \ln x}{x^2} = \dfrac{1 - \ln x}{x},$
因此:
$\int xf'(x)dx = \dfrac{1 - \ln x}{x} - \dfrac{\ln x}{x} + C = \dfrac{1 - 2\ln x}{x} + C.$