题目
8.[单选题]-|||-int dfrac (3{x)^4+3(x)^2+1}({x)^2+1}dx= () .-|||-A) ^2+arctan x+C:-|||-B ^3+tan x+C:-|||-C ^3+arctan x+C:-|||-D ^3+arctan x+C.

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查分式积分的计算,涉及多项式除法和基本积分公式的应用。
解题核心思路:当被积函数的分子次数高于分母时,首先通过多项式除法将分式分解为多项式与真分式的和,再分别积分。其中,$\int \frac{1}{x^2+1}dx$ 是标准积分公式,结果为 $\arctan x + C$。
破题关键点:
- 分解分式:将分子次数高于分母的分式拆分为多项式与真分式的和。
- 逐项积分:分别对多项式部分和真分式部分积分,结合基本积分公式得出结果。
步骤1:多项式除法分解分式
将分子 $3x^4 + 3x^2 + 1$ 除以分母 $x^2 + 1$:
- 首项 $3x^4 \div x^2 = 3x^2$,乘以分母得 $3x^2(x^2 + 1) = 3x^4 + 3x^2$。
- 用分子减去该结果:$(3x^4 + 3x^2 + 1) - (3x^4 + 3x^2) = 1$。
- 分解结果为:$\frac{3x^4 + 3x^2 + 1}{x^2 + 1} = 3x^2 + \frac{1}{x^2 + 1}$。
步骤2:逐项积分
-
积分多项式部分:
$\int 3x^2 \, dx = x^3 + C_1$ -
积分真分式部分:
$\int \frac{1}{x^2 + 1} \, dx = \arctan x + C_2$
步骤3:合并结果
将两部分积分结果相加:
$\int \frac{3x^4 + 3x^2 + 1}{x^2 + 1} \, dx = x^3 + \arctan x + C$