题目
1.求下列定积分.-|||-(1) (int )_(1)^4dfrac (1)(x+sqrt {x)}dx

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查定积分的计算,特别是通过变量代换法简化被积函数的能力。
解题核心思路:
观察到被积函数分母为$x + \sqrt{x}$,可通过代换$t = \sqrt{x}$将根号消去,转化为有理函数积分。关键在于正确处理变量替换后的积分上下限及微分$dx$的转换。
破题关键点:
- 代换选择:令$t = \sqrt{x}$,将$x$表示为$t^2$,简化分母结构。
- 微分转换:由$dx = 2t \, dt$,将原积分中的$dx$替换为关于$t$的表达式。
- 积分化简:通过约分将被积函数转化为简单分式,便于积分。
步骤1:变量代换
令$t = \sqrt{x}$,则$x = t^2$,$dx = 2t \, dt$。
当$x = 1$时,$t = 1$;当$x = 4$时,$t = 2$。
原积分变为:
$\int_{1}^{2} \frac{1}{t^2 + t} \cdot 2t \, dt$
步骤2:化简被积函数
分母$t^2 + t = t(t + 1)$,分子为$2t$,约分后得:
$\int_{1}^{2} \frac{2t}{t(t + 1)} \, dt = \int_{1}^{2} \frac{2}{t + 1} \, dt$
步骤3:积分计算
积分$\int \frac{2}{t + 1} \, dt$的原函数为$2 \ln|t + 1|$,因此:
$\left. 2 \ln(t + 1) \right|_{1}^{2} = 2 \ln 3 - 2 \ln 2 = 2 (\ln 3 - \ln 2)$