题目
14.(简答题,15.0分)计算不定积分int x^2ln(1+x^3)dx
14.(简答题,15.0分)
计算不定积分$\int x^{2}\ln(1+x^{3})dx$
题目解答
答案
令 $u = 1 + x^3$,则 $du = 3x^2 \, dx$,原积分可化为:
$\int x^2 \ln(1 + x^3) \, dx = \frac{1}{3} \int \ln u \, du.$
对 $\int \ln u \, du$ 使用分部积分法,设 $v = \ln u$,$dw = du$,则 $dv = \frac{1}{u} \, du$,$w = u$,得:
$\int \ln u \, du = u \ln u - \int u \cdot \frac{1}{u} \, du = u \ln u - u + C.$
代回得:
$\frac{1}{3} \int \ln u \, du = \frac{1}{3} (u \ln u - u) + C = \frac{1}{3} (1 + x^3) \ln(1 + x^3) - \frac{1 + x^3}{3} + C.$
化简得:
$\frac{1}{3} (1 + x^3) \ln(1 + x^3) - \frac{x^3}{3} + C',$
其中 $C' = C - \frac{1}{3}$ 为任意常数。
答案:
$\boxed{\frac{1}{3} (1 + x^3) \ln(1 + x^3) - \frac{x^3}{3} + C}$
(或等价表示:$\boxed{\frac{1}{3} (1 + x^3) \ln(1 + x^3) - \frac{1 + x^3}{3} + C'}$,其中 $C'$ 为任意常数。)