题目
(tan )^3xsec xdx.
.
题目解答
答案
答案:
解析:
由导数基本公式可得:

且



解析
考查要点:本题主要考查三角函数的积分技巧,特别是利用三角恒等式和变量代换法简化积分表达式的能力。
解题核心思路:
- 拆分被积函数:将$\tan^3 x$拆分为$\tan^2 x \cdot \tan x$,利用三角恒等式$\tan^2 x = \sec^2 x - 1$进行替换,将原积分转化为关于$\sec x$的多项式积分。
- 变量代换:通过令$u = \sec x$,将积分简化为关于$u$的简单多项式积分,最终代回得到结果。
破题关键点:
- 识别三角恒等式的应用,将高次幂的$\tan x$转化为$\sec x$的表达式。
- 选择恰当的代换变量,简化积分形式。
步骤1:拆分被积函数
将$\tan^3 x$拆分为$\tan^2 x \cdot \tan x$,并利用$\tan^2 x = \sec^2 x - 1$:
$\int \tan^3 x \sec x \, dx = \int \tan^2 x \cdot \tan x \cdot \sec x \, dx = \int (\sec^2 x - 1) \cdot \tan x \cdot \sec x \, dx.$
步骤2:变量代换
令$u = \sec x$,则$du = \sec x \tan x \, dx$,即$\sec x \tan x \, dx = du$。此时积分变为:
$\int (\sec^2 x - 1) \cdot \tan x \cdot \sec x \, dx = \int (u^2 - 1) \, du.$
步骤3:积分计算
对多项式$u^2 - 1$进行积分:
$\int (u^2 - 1) \, du = \frac{1}{3}u^3 - u + C.$
步骤4:代回变量
将$u = \sec x$代回,得到最终结果:
$\frac{1}{3}\sec^3 x - \sec x + C.$