题目
4.已知int f(x)dx=F(x)+C,则int f(2x+5)dx=( ).A. F(2x+5)+CB. 2F(2x+5)+CC. (1)/(2)F(x)+CD. (1)/(2)F(2x+5)+C
4.已知$\int f(x)dx=F(x)+C$,则$\int f(2x+5)dx=( )$.
A. $F(2x+5)+C$
B. $ 2F(2x+5)+C$
C. $\frac{1}{2}F(x)+C$
D. $\frac{1}{2}F(2x+5)+C$
题目解答
答案
D. $\frac{1}{2}F(2x+5)+C$
解析
本题考查不定积分的换元积分法。解题的关键思路是通过换元将被积函数$f(2x + 5)$转化为已知形式$f(u)$,再利用已知的积分关系$\int f(x)dx = F(x) + C$进行计算,最后将换元变量代回。
- 换元:
令$u = 2x + 5$,对$u$求关于$x$的导数,根据求导公式$(ax+b)^\prime=a$,可得$du = 2dx$,那么$dx=\frac{1}{2}du$。 - 将换元后的式子代入原积分:
把$u = 2x + 5$和$dx=\frac{1}{2}du$代入$\int f(2x + 5)dx$中,得到$\int f(2x + 5)dx=\int f(u)\cdot\frac{1}{2}du$。 - 利用积分的性质化简:
根据积分的性质$\int kf(x)dx=k\int f(x)dx$($k$为常数),对$\int f(u)\cdot\frac{1}{2}du$进行化简,可得$\int f(u)\cdot\frac{1}{2}du=\frac{1}{2}\int f(u)du$。 - 利用已知条件计算积分:
已知$\int f(x)dx = F(x) + C$,由于积分变量可以用任意字母表示,所以$\int f(u)du = F(u) + C$。
将$\int f(u)du = F(u) + C$代入$\frac{1}{2}\int f(u)du$中,得到$\frac{1}{2}\int f(u)du=\frac{1}{2}(F(u) + C)=\frac{1}{2}F(u) + \frac{1}{2}C$。
因为$C$为任意常数,所以$\frac{1}{2}C$也为任意常数,可仍用$C$表示,即$\frac{1}{2}F(u) + \frac{1}{2}C=\frac{1}{2}F(u) + C$。 - 回代换元变量:
把$u = 2x + 5$代回$\frac{1}{2}F(u) + C$中,得到$\frac{1}{2}F(2x + 5) + C$。