题目
23. (1.5分)计算int2xsqrt((x^2)+1)dx时,应选择的换元为() A. t=x²+1 B. t=√x C. t=2x D. t=x³
23. (1.5分)计算$\int2x\sqrt{(x^{2}+1)}dx$时,应选择的换元为()
A. t=x²+1
B. t=√x
C. t=2x
D. t=x³
A. t=x²+1
B. t=√x
C. t=2x
D. t=x³
题目解答
答案
被积函数为 $2x\sqrt{x^2+1}$,其中 $x^2+1$ 的导数为 $2x$,与被积函数中的 $2x$ 相匹配。因此,令 $t = x^2 + 1$,则 $dt = 2x \, dx$,原积分变为 $\int \sqrt{t} \, dt$,易于计算。
对应选项为:
A. $t = x^2 + 1$
B. $t = \sqrt{x}$
C. $t = 2x$
D. $t = x^3$
答案:$\boxed{A}$
解析
本题考查换元积分法的应用,核心思路是寻找被积函数中的复合函数结构及其导数。观察被积函数$2x\sqrt{x^2+1}$,发现$x^2+1$的导数为$2x$,与被积函数中的$2x$完全匹配。因此,令$t = x^2 + 1$,可将原积分转化为关于$t$的简单积分。
关键步骤分析
- 观察被积函数结构:被积函数为$2x\sqrt{x^2+1}$,包含复合函数$\sqrt{x^2+1}$及其导数$2x$。
- 选择换元:设$t = x^2 + 1$,则$dt = 2x \, dx$,此时$2x \, dx$可直接替换为$dt$。
- 简化积分:原积分变为$\int \sqrt{t} \, dt$,计算后回代$t = x^2 + 1$即可。
选项验证
- 选项A:$t = x^2 + 1$,符合上述分析,正确。
- 选项B:$t = \sqrt{x}$,导数为$\frac{1}{2\sqrt{x}}$,无法匹配$2x$,错误。
- 选项C:$t = 2x$,导数为$2$,无法匹配$2x$与$\sqrt{x^2+1}$的组合,错误。
- 选项D:$t = x^3$,导数为$3x^2$,与被积函数无关,错误。