题目
一、单选题(共40题,40.0分) 题型说明:本大题共40道小题,每小题1分,共40分。 26.(单选题,1.0分) 计算定积分int16lnxdx时,最佳代换是() A. u=1/x B. u=x C. u=lnx D. u=ex
一、单选题(共40题,40.0分) 题型说明:本大题共40道小题,每小题1分,共40分。 26.(单选题,1.0分) 计算定积分$\int16lnxdx$时,最佳代换是()
A. u=1/x
B. u=x
C. u=lnx
D. u=ex
A. u=1/x
B. u=x
C. u=lnx
D. u=ex
题目解答
答案
为了计算定积分 $\int 16 \ln x \, dx$,我们需要使用分部积分法。分部积分法的公式是:
\[
\int u \, dv = uv - \int v \, du
\]
在这个问题中,我们可以选择 $u = \ln x$ 和 $dv = 16 \, dx$。这样,我们有 $du = \frac{1}{x} \, dx$ 和 $v = 16x$。代入分部积分法的公式,我们得到:
\[
\int 16 \ln x \, dx = 16x \ln x - \int 16x \cdot \frac{1}{x} \, dx = 16x \ln x - \int 16 \, dx = 16x \ln x - 16x + C
\]
其中 $C$ 是积分常数。
在计算这个积分时,我们使用了 $u = \ln x$ 的代换,这使得积分变得简单。因此,最佳代换是 $u = \ln x$。
所以,正确答案是 $\boxed{C}$。
解析
考查要点:本题主要考查定积分的计算方法,特别是分部积分法的应用。关键在于选择合适的代换变量简化积分过程。
解题核心思路:
当被积函数是两个函数的乘积(如多项式与对数函数的组合)时,优先考虑分部积分法。根据分部积分公式 $\int u \, dv = uv - \int v \, du$,需合理选择 $u$ 和 $dv$,使得新积分 $\int v \, du$ 比原积分更简单。
破题关键点:
- 选择 $u = \ln x$:因为 $\ln x$ 的导数 $\frac{1}{x}$ 能简化积分形式。
- 选择 $dv = 16 \, dx$:其积分结果 $v = 16x$ 便于后续计算。
分部积分法应用步骤
步骤1:选择代换变量
设 $u = \ln x$,则 $du = \frac{1}{x} \, dx$;
设 $dv = 16 \, dx$,则 $v = \int 16 \, dx = 16x$。
步骤2:代入分部积分公式
$\begin{aligned}\int 16 \ln x \, dx &= uv - \int v \, du \\&= 16x \ln x - \int 16x \cdot \frac{1}{x} \, dx \\&= 16x \ln x - \int 16 \, dx.\end{aligned}$
步骤3:计算剩余积分
$\int 16 \, dx = 16x + C.$
步骤4:整合结果
$\int 16 \ln x \, dx = 16x \ln x - 16x + C.$
关键结论:通过选择 $u = \ln x$,积分过程被显著简化,因此最佳代换是选项 C。