题目
若F'(x)=2x+sin x,且F(0)=1,则F(x)=()A. x^2-cos xB. x^2-cos x+2C. x^2+cos xD. cos x-x^2
若$F'(x)=2x+\sin x$,且$F(0)=1$,则$F(x)=$()
A. $x^2-\cos x$
B. $x^2-\cos x+2$
C. $x^2+\cos x$
D. $\cos x-x^2$
题目解答
答案
B. $x^2-\cos x+2$
解析
考查要点:本题主要考查不定积分的计算及利用初始条件确定积分常数的能力。
解题核心思路:
- 积分求原函数:对已知的导数$F'(x)=2x+\sin x$进行积分,得到原函数$F(x)$的表达式(含常数$C$)。
- 代入初始条件:利用$F(0)=1$求出常数$C$,从而确定唯一的原函数。
破题关键点:
- 积分规则:正确应用基本积分公式,注意$\int \sin x \, dx = -\cos x + C$。
- 代入验证:将$x=0$代入积分后的表达式,结合初始条件解方程求$C$。
步骤1:对$F'(x)$进行积分
$F(x) = \int (2x + \sin x) \, dx = \int 2x \, dx + \int \sin x \, dx$
- 积分$\int 2x \, dx$:
$\int 2x \, dx = x^2 + C_1$ - 积分$\int \sin x \, dx$:
$\int \sin x \, dx = -\cos x + C_2$ - 合并结果:
$F(x) = x^2 - \cos x + C \quad (\text{其中} \, C = C_1 + C_2)$
步骤2:利用$F(0)=1$求常数$C$
将$x=0$代入$F(x)$:
$F(0) = 0^2 - \cos 0 + C = -1 + C$
根据条件$F(0)=1$,得方程:
$-1 + C = 1 \implies C = 2$
步骤3:写出最终表达式
将$C=2$代入$F(x)$:
$F(x) = x^2 - \cos x + 2$
对应选项B。