题目
(int )_(0)^2xsqrt (2x-{x)^2}dx= __

题目解答
答案

解析
步骤 1:换元
令 $x=1+\sin u$,则 $dx=\cos udu$。当 $x=0$ 时,$u=-\dfrac {\pi }{2}$;当 $x=2$ 时,$u=\dfrac {\pi }{2}$。
步骤 2:代入换元后的积分
代入换元后的积分,得到 $=2{\int }_{-\dfrac {\pi }{2}}^{\dfrac {\pi }{2}}(1+\sin u)\sqrt {2(1+\sin u)-(1+\sin u)^{2}}\cos udu$。
步骤 3:化简
化简得到 $=2{\int }_{-\dfrac {\pi }{2}}^{\dfrac {\pi }{2}}(1+\sin u)\sqrt {1-\sin ^{2}u}\cos udu$。
步骤 4:进一步化简
进一步化简得到 $=2{\int }_{-\dfrac {\pi }{2}}^{\dfrac {\pi }{2}}(1+\sin u)\cos ^{2}udu$。
步骤 5:积分
积分得到 $=2{\int }_{-\dfrac {\pi }{2}}^{\dfrac {\pi }{2}}\cos ^{2}udu+2{\int }_{-\dfrac {\pi }{2}}^{\dfrac {\pi }{2}}\sin u\cos ^{2}udu$。
步骤 6:计算
计算得到 $=2{\int }_{-\dfrac {\pi }{2}}^{\dfrac {\pi }{2}}\dfrac {1+\cos 2u}{2}du+2{\int }_{-\dfrac {\pi }{2}}^{\dfrac {\pi }{2}}\sin u\cos ^{2}udu$。
步骤 7:计算
计算得到 $=\dfrac {\pi }{2}$。
令 $x=1+\sin u$,则 $dx=\cos udu$。当 $x=0$ 时,$u=-\dfrac {\pi }{2}$;当 $x=2$ 时,$u=\dfrac {\pi }{2}$。
步骤 2:代入换元后的积分
代入换元后的积分,得到 $=2{\int }_{-\dfrac {\pi }{2}}^{\dfrac {\pi }{2}}(1+\sin u)\sqrt {2(1+\sin u)-(1+\sin u)^{2}}\cos udu$。
步骤 3:化简
化简得到 $=2{\int }_{-\dfrac {\pi }{2}}^{\dfrac {\pi }{2}}(1+\sin u)\sqrt {1-\sin ^{2}u}\cos udu$。
步骤 4:进一步化简
进一步化简得到 $=2{\int }_{-\dfrac {\pi }{2}}^{\dfrac {\pi }{2}}(1+\sin u)\cos ^{2}udu$。
步骤 5:积分
积分得到 $=2{\int }_{-\dfrac {\pi }{2}}^{\dfrac {\pi }{2}}\cos ^{2}udu+2{\int }_{-\dfrac {\pi }{2}}^{\dfrac {\pi }{2}}\sin u\cos ^{2}udu$。
步骤 6:计算
计算得到 $=2{\int }_{-\dfrac {\pi }{2}}^{\dfrac {\pi }{2}}\dfrac {1+\cos 2u}{2}du+2{\int }_{-\dfrac {\pi }{2}}^{\dfrac {\pi }{2}}\sin u\cos ^{2}udu$。
步骤 7:计算
计算得到 $=\dfrac {\pi }{2}$。