题目
7. int dfrac (sin x)(1+{cos )^2x}dx=-|||-__

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查不定积分的计算,特别是利用变量代换法处理含有三角函数的积分。
解题核心思路:
观察到被积函数中的分子$\sin x$与分母中的$\cos^2 x$存在导数关系,即$\frac{d}{dx}(\cos x) = -\sin x$。通过令$u = \cos x$进行代换,将原积分转化为关于$u$的简单积分形式,从而快速求解。
破题关键点:
- 识别代换对象:选择$\cos x$作为代换变量,因为其导数与分子$\sin x$相关。
- 处理负号:注意代换过程中$\sin x dx = -du$,需正确处理符号。
- 标准积分公式:$\int \frac{1}{1+u^2} du = \arctan u + C$,直接应用即可。
步骤1:变量代换
令$u = \cos x$,则$du = -\sin x dx$,即$\sin x dx = -du$。
步骤2:改写积分
将原积分中的变量替换为$u$:
$\int \frac{\sin x}{1+\cos^2 x} dx = \int \frac{-du}{1+u^2}.$
步骤3:积分计算
利用标准积分公式$\int \frac{1}{1+u^2} du = \arctan u + C$,得:
$-\int \frac{1}{1+u^2} du = -\arctan u + C.$
步骤4:回代变量
将$u = \cos x$代回,最终结果为:
$-\arctan(\cos x) + C.$