题目
int dfrac (sin x)({cos )^3x}dx=______.
______.
题目解答
答案
因为微分
,可得
,设
,因此

,所以答案为
,其中
为任意常数。
解析
考查要点:本题主要考查不定积分的计算,特别是利用换元积分法处理分式积分的能力。
解题核心思路:观察到积分中的分母是$\cos^3 x$,而分子$\sin x dx$与$\cos x$的导数$-\sin x dx$相关,因此可以通过换元法将积分转化为关于$\cos x$的简单幂函数积分。
破题关键点:
- 选择合适的换元:设$u = \cos x$,则$du = -\sin x dx$,从而将原积分中的$\sin x dx$替换为$-du$。
- 简化积分形式:将原积分转化为关于$u$的幂函数积分,利用幂函数积分公式直接计算。
步骤1:换元法设定
设$u = \cos x$,则$du = -\sin x dx$,即$\sin x dx = -du$。
步骤2:替换积分变量
原积分变为:
$\int \frac{\sin x}{\cos^3 x} dx = -\int \frac{1}{u^3} du$
步骤3:计算幂函数积分
对$\int u^{-3} du$积分:
$-\int u^{-3} du = -\left( \frac{u^{-2}}{-2} \right) + C = \frac{1}{2u^2} + C$
步骤4:回代变量
将$u = \cos x$代回,得到最终结果:
$\frac{1}{2\cos^2 x} + C$