题目
计算不定积分 int xsqrt (2+{x)^2}dx -

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查不定积分的计算,特别是利用换元法处理含有根号的积分。
解题核心思路:观察到被积函数中的$\sqrt{2+x^2}$与$x\,dx$的组合,可以联想到内部函数$u=2+x^2$的导数为$2x$,从而通过换元法将积分转化为关于$u$的简单积分。
破题关键点:
- 选择合适的换元:设$u=2+x^2$,则$du=2x\,dx$,从而将$x\,dx$替换为$\frac{1}{2}du$。
- 简化积分形式:将原积分转化为关于$u$的幂函数积分,利用幂函数积分公式直接计算。
步骤1:换元法设定
设$u = 2 + x^2$,则$du = 2x\,dx$,即$x\,dx = \frac{1}{2}du$。
步骤2:替换积分变量
原积分变为:
$\int x\sqrt{2+x^2}\,dx = \int \sqrt{u} \cdot \frac{1}{2}du = \frac{1}{2} \int u^{\frac{1}{2}}\,du$
步骤3:计算新积分
利用幂函数积分公式$\int u^n\,du = \frac{u^{n+1}}{n+1} + C$,得:
$\frac{1}{2} \cdot \frac{u^{\frac{3}{2}}}{\frac{3}{2}} + C = \frac{1}{2} \cdot \frac{2}{3} u^{\frac{3}{2}} + C = \frac{1}{3}u^{\frac{3}{2}} + C$
步骤4:回代变量
将$u=2+x^2$代回,得到最终结果:
$\frac{1}{3}(2+x^2)^{\frac{3}{2}} + C$