题目
int dfrac (sin x-cos x)(sin x+cos x)dx=
=
题目解答
答案
解:

令

再把代回得

解析
考查要点:本题主要考查不定积分的计算,特别是利用凑微分法(第一类换元法)进行求解的能力。
解题核心思路:
观察到被积函数的分子$\sin x - \cos x$与分母$\sin x + \cos x$的导数$\cos x - \sin x$存在线性关系(即分子是分母导数的相反数),因此可以通过整体换元法简化积分。
破题关键点:
- 识别分母的导数:计算$\frac{d}{dx}(\sin x + \cos x) = \cos x - \sin x$,发现其与分子$\sin x - \cos x$的关系为$\sin x - \cos x = -(\cos x - \sin x)$。
- 构造微分形式:将积分转化为$\int \frac{1}{t} \cdot (-dt)$的形式,直接应用基本积分公式$\int \frac{1}{t} dt = \ln |t| + C$。
步骤1:换元法设定
令$t = \sin x + \cos x$,则其导数为:
$dt = (\cos x - \sin x) dx \quad \Rightarrow \quad \sin x - \cos x dx = -dt$
步骤2:改写积分形式
原积分可变形为:
$\int \frac{\sin x - \cos x}{\sin x + \cos x} dx = \int \frac{1}{t} \cdot (-dt) = -\int \frac{1}{t} dt$
步骤3:积分计算
直接应用基本积分公式:
$-\int \frac{1}{t} dt = -\ln |t| + C$
步骤4:回代变量
将$t = \sin x + \cos x$代回,得到最终结果:
$-\ln |\sin x + \cos x| + C$