题目
17.填空题计算积分= .
17.填空题
计算积分
= .
题目解答
答案
计算即可:


故本题答案为:2.
解析
考查要点:本题主要考查定积分的计算,特别是涉及指数函数的积分以及无穷限积分的处理。
解题核心思路:
- 识别被积函数形式:被积函数为$10e^{-5x}$,属于标准指数函数形式,可直接应用积分公式。
- 计算不定积分:利用$\int e^{kx}dx = \frac{1}{k}e^{kx} + C$,注意系数调整。
- 处理无穷上限:通过极限定义计算积分,验证积分收敛性。
- 代入上下限:注意符号处理,避免计算错误。
破题关键点:
- 正确应用积分公式,注意系数符号。
- 无穷远处指数函数的极限值为$0$,简化计算。
- 上下限代入后的符号差是最终结果的关键。
步骤1:求不定积分
被积函数为$10e^{-5x}$,其不定积分计算如下:
$\int 10e^{-5x}dx = 10 \cdot \left( \frac{1}{-5}e^{-5x} \right) + C = -2e^{-5x} + C$
步骤2:代入上下限
定积分上下限为$0$到$+\infty$,代入原函数:
$\left[ -2e^{-5x} \right]_0^{+\infty} = \lim_{b \to +\infty} \left( -2e^{-5b} \right) - \left( -2e^{-5 \cdot 0} \right)$
步骤3:计算极限
当$b \to +\infty$时,$e^{-5b} \to 0$,因此:
$\lim_{b \to +\infty} \left( -2e^{-5b} \right) = 0$
步骤4:代入下限
下限$x=0$时,$e^{-5 \cdot 0} = 1$,因此:
$-2e^{-5 \cdot 0} = -2 \cdot 1 = -2$
步骤5:求差值
最终结果为:
$0 - (-2) = 2$