题目
24.不定积分int(dx)/(x(x+1))的结果为()A. ln|(x+1)/(x)|+CB. ln|(x)/(x+1)|+CC. ln(x+1)/(x)+CD. ln(x)/(x+1)+C
24.不定积分$\int\frac{dx}{x(x+1)}$的结果为()
A. $\ln|\frac{x+1}{x}|+C$
B. $\ln|\frac{x}{x+1}|+C$
C. $\ln\frac{x+1}{x}+C$
D. $\ln\frac{x}{x+1}+C$
题目解答
答案
B. $\ln|\frac{x}{x+1}|+C$
解析
本题考查不定积分的计算,解题思路是先对被积函数进行部分分式分解,然后分别对分解后的式子进行积分,最后得出结果。
- 对被积函数进行部分分式分解:
设$\frac{1}{x(x + 1)}=\frac{A}{x}+\frac{B}{x + 1}$,通分可得:
$\frac{1}{x(x + 1)}=\frac{A(x + 1)+Bx}{x(x + 1)}$
则$1 = A(x + 1)+Bx$。
令$x = 0$,可得$1 = A(0 + 1)+B\times0$,即$A = 1$。
令$x = -1$,可得$1 = A(-1 + 1)+B\times(-1)$,即$B = -1$。
所以$\frac{1}{x(x + 1)}=\frac{1}{x}-\frac{1}{x + 1}$。 - 计算不定积分:
$\int\frac{dx}{x(x + 1)}=\int(\frac{1}{x}-\frac{1}{x + 1})dx$
根据不定积分的性质$\int(f(x)-g(x))dx=\int f(x)dx-\int g(x)dx$,可得:
$\int(\frac{1}{x}-\frac{1}{x + 1})dx=\int\frac{1}{x}dx-\int\frac{1}{x + 1}dx$
根据基本积分公式$\int\frac{1}{u}du=\ln|u| + C$,对于$\int\frac{1}{x}dx$,$u = x$,则$\int\frac{1}{x}dx=\ln|x| + C_1$;
对于$\int\frac{1}{x + 1}dx$,令$u = x + 1$,则$du = dx$,所以$\int\frac{1}{x + 1}dx=\int\frac{1}{u}du=\ln|u| + C_2=\ln|x + 1| + C_2$。
因此$\int\frac{dx}{x(x + 1)}=\ln|x| - \ln|x + 1| + C$($C = C_1 - C_2$)。 - 利用对数运算法则化简结果:
根据对数运算法则$\ln a - \ln b = \ln\frac{a}{b}$,可得:
$\ln|x| - \ln|x + 1| + C=\ln|\frac{x}{x + 1}| + C$