题目
27/50 单选题(分值2.0分,难度:易)int_(0)^1(dx)/(1+sqrt(x))=A. 2B. ln2C. ln2-2D. 2-2ln2
27/50 单选题(分值2.0分,难度:易)$\int_{0}^{1}\frac{dx}{1+\sqrt{x}}=$
A. 2
B. $\ln2$
C. $\ln2-2$
D. $2-2\ln2$
题目解答
答案
D. $2-2\ln2$
解析
本题考查定积分的计算,解题思路是通过换元法将被积函数化简,然后再进行积分运算。
- 换元:
令$t = \sqrt{x}$,则$x = t^2$,$dx = 2tdt$。
当$x = 0$时,$t = \sqrt{0} = 0$;当$x = 1$时,$t = \sqrt{1} = 1$。
此时原积分$\int_{0}^{1}\frac{dx}{1+\sqrt{x}}$可化为$\int_{0}^{1}\frac{2t}{1 + t}dt$。 - 对被积函数进行变形:
将$\frac{2t}{1 + t}$变形为$\frac{2t + 2 - 2}{1 + t}$,进一步化简可得$\frac{2(t + 1) - 2}{1 + t}=2-\frac{2}{1 + t}$。
所以$\int_{0}^{1}\frac{2t}{1 + t}dt=\int_{0}^{1}(2-\frac{2}{1 + t})dt$。 - 利用积分的性质拆分积分:
根据积分的性质$\int_{a}^{b}(f(x)-g(x))dx=\int_{a}^{b}f(x)dx-\int_{a}^{b}g(x)dx$,可得:
$\int_{0}^{1}(2-\frac{2}{1 + t})dt=\int_{0}^{1}2dt-\int_{0}^{1}\frac{2}{1 + t}dt$。 - 分别计算两个积分:
- 计算$\int_{0}^{1}2dt$:
根据积分公式$\int_{a}^{b}kdx=k(b - a)$($k$为常数),可得$\int_{0}^{1}2dt=2\times(1 - 0)=2$。 - 计算$\int_{0}^{1}\frac{2}{1 + t}dt$:
令$u = 1 + t$,则$du = dt$。
当$t = 0$时,$u = 1 + 0 = 1$;当$t = 1$时,$u = 1 + 1 = 2$。
所以$\int_{0}^{1}\frac{2}{1 + t}dt=2\int_{1}^{2}\frac{1}{u}du$。
根据积分公式$\int\frac{1}{x}dx=\ln|x| + C$,可得$2\int_{1}^{2}\frac{1}{u}du=2[\ln u]_{1}^{2}=2(\ln 2 - \ln 1)=2\ln 2$。
- 计算$\int_{0}^{1}2dt$:
- 计算最终结果:
将上述两个积分的结果代入$\int_{0}^{1}(2-\frac{2}{1 + t})dt=\int_{0}^{1}2dt-\int_{0}^{1}\frac{2}{1 + t}dt$,可得:
$\int_{0}^{1}(2-\frac{2}{1 + t})dt=2 - 2\ln 2$。