题目
求下列不定积分:int dfrac (x+1)({x)^2+2x+5}dx;
求下列不定积分:
;
题目解答
答案

由第一类换元法可得
原式

解析
考查要点:本题主要考查不定积分的换元法,特别是第一类换元法(凑微分法)的应用。关键在于观察被积函数的分子与分母的导数之间的关系,从而进行适当的变量替换。
解题核心思路:
- 识别分母的导数:分母为二次多项式$x^2 + 2x + 5$,其导数为$2x + 2$。
- 关联分子与导数:分子$x + 1$恰好是分母导数的一半,即$x + 1 = \frac{1}{2}(2x + 2)$。
- 换元积分:通过替换$u = x^2 + 2x + 5$,将积分转化为$\int \frac{1}{u} du$的形式,直接得到对数函数结果。
步骤1:观察分子与分母的导数关系
分母为$x^2 + 2x + 5$,其导数为$2x + 2$。
分子$x + 1$可表示为$\frac{1}{2}(2x + 2)$,即分子是分母导数的$\frac{1}{2}$倍。
步骤2:换元积分
设$u = x^2 + 2x + 5$,则$du = (2x + 2)dx$,即$\frac{1}{2}du = (x + 1)dx$。
原积分可改写为:
$\int \frac{x + 1}{x^2 + 2x + 5} dx = \frac{1}{2} \int \frac{1}{u} du$
步骤3:计算积分并回代
积分结果为:
$\frac{1}{2} \ln |u| + C = \frac{1}{2} \ln (x^2 + 2x + 5) + C$
由于分母$x^2 + 2x + 5$的判别式为负,其值恒为正,故绝对值符号可省略。