题目
(int )_(-1)^1dfrac (1+sin x)(1+{x)^2}dx .

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查定积分的奇偶性性质及其应用,需要学生掌握如何将被积函数拆分为奇函数和偶函数的组合,并利用对称区间上的积分特性简化计算。
解题核心思路:
- 拆分被积函数:将分子拆分为常数项和奇函数项,分别对应偶函数和奇函数。
- 判断奇偶性:确定拆分后的两部分的奇偶性,利用偶函数在对称区间上的积分性质(积分值为非对称区间积分的两倍)和奇函数在对称区间上的积分性质(积分值为0)。
- 简化计算:仅需计算偶函数部分的积分,奇函数部分直接抵消。
将被积函数拆分为两部分:
$\frac{1+\sin x}{1+x^2} = \frac{1}{1+x^2} + \frac{\sin x}{1+x^2}$
步骤1:判断奇偶性
- $\frac{1}{1+x^2}$ 是偶函数:
分母 $1+x^2$ 是偶函数,分子 $1$ 是偶函数,偶函数除以偶函数仍为偶函数。 - $\frac{\sin x}{1+x^2}$ 是奇函数:
分子 $\sin x$ 是奇函数,分母 $1+x^2$ 是偶函数,奇函数除以偶函数为奇函数。
步骤2:应用积分性质
- 偶函数部分:
$\int_{-1}^{1} \frac{1}{1+x^2} dx = 2 \int_{0}^{1} \frac{1}{1+x^2} dx$
积分结果为 $2 \left[ \arctan x \right]_0^1 = 2 \cdot \frac{\pi}{4} = \frac{\pi}{2}$。 - 奇函数部分:
$\int_{-1}^{1} \frac{\sin x}{1+x^2} dx = 0$
步骤3:合并结果
原积分值为两部分之和:
$\frac{\pi}{2} + 0 = \frac{\pi}{2}$