题目
24. int (e)^sqrt (3x+9)dx.

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查换元积分法和分部积分法的综合应用。被积函数为指数函数与根式函数的复合形式,需通过变量替换简化积分表达式,再结合分部积分完成计算。
解题核心思路:
- 变量替换:设中间变量$u = \sqrt{3x + 9}$,将原积分转化为关于$u$的积分。
- 分部积分:处理替换后的积分$\int u e^u \, du$,通过分部积分法降次求解。
- 回代变量:将结果中的变量$u$替换回原变量$x$,得到最终答案。
变量替换
设$u = \sqrt{3x + 9}$,则:
$x = \frac{1}{3}(u^2 - 9), \quad dx = \frac{2}{3}u \, du$
原积分变为:
$\int e^{\sqrt{3x+9}} \, dx = \int e^u \cdot \frac{2}{3}u \, du = \frac{2}{3} \int u e^u \, du$
分部积分
对$\int u e^u \, du$使用分部积分法:
- 设$v = u$,则$dv = du$;
- 设$dw = e^u \, du$,则$w = e^u$。
根据分部积分公式$\int v \, dw = vw - \int w \, dv$:
$\int u e^u \, du = u e^u - \int e^u \, du = u e^u - e^u + C$
代回变量
将结果代入原积分表达式:
$\frac{2}{3} \left( u e^u - e^u \right) + C = \frac{2}{3} e^u (u - 1) + C$
最后将$u = \sqrt{3x + 9}$代回,得到:
$\frac{2}{3} e^{\sqrt{3x + 9}} \left( \sqrt{3x + 9} - 1 \right) + C$