题目
(int )_(1)^esin (ln x)dx;
;
题目解答
答案
方法一
.
因为 ![]()
![]()
,
所以
.
因此
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方法二 ![]()
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,
故
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解析
步骤 1:换元法
令 $t = \ln x$,则 $x = e^t$,$dx = e^t dt$。当 $x = 1$ 时,$t = 0$;当 $x = e$ 时,$t = 1$。因此,原积分变为 ${\int }_{0}^{1}\sin t\cdot {e}^{t}dt$。
步骤 2:分部积分法
使用分部积分法,设 $u = \sin t$,$dv = e^t dt$,则 $du = \cos t dt$,$v = e^t$。根据分部积分公式 ${\int }_{a}^{b}u dv = uv|_{a}^{b} - {\int }_{a}^{b}v du$,我们有:
${\int }_{0}^{1}\sin t\cdot {e}^{t}dt = e^t \sin t|_{0}^{1} - {\int }_{0}^{1}e^t \cos t dt$。
步骤 3:再次使用分部积分法
对 ${\int }_{0}^{1}e^t \cos t dt$ 再次使用分部积分法,设 $u = \cos t$,$dv = e^t dt$,则 $du = -\sin t dt$,$v = e^t$。根据分部积分公式,我们有:
${\int }_{0}^{1}e^t \cos t dt = e^t \cos t|_{0}^{1} + {\int }_{0}^{1}e^t \sin t dt$。
步骤 4:合并结果
将步骤 2 和步骤 3 的结果合并,我们得到:
${\int }_{0}^{1}\sin t\cdot {e}^{t}dt = e\sin 1 - e\cos 1 + 1 - {\int }_{0}^{1}\sin t\cdot {e}^{t}dt$。
步骤 5:解方程
将 ${\int }_{0}^{1}\sin t\cdot {e}^{t}dt$ 从等式两边移项,得到:
$2{\int }_{0}^{1}\sin t\cdot {e}^{t}dt = e\sin 1 - e\cos 1 + 1$。
步骤 6:求解
解得 ${\int }_{0}^{1}\sin t\cdot {e}^{t}dt = \dfrac{1}{2}(e\sin 1 - e\cos 1 + 1)$。
令 $t = \ln x$,则 $x = e^t$,$dx = e^t dt$。当 $x = 1$ 时,$t = 0$;当 $x = e$ 时,$t = 1$。因此,原积分变为 ${\int }_{0}^{1}\sin t\cdot {e}^{t}dt$。
步骤 2:分部积分法
使用分部积分法,设 $u = \sin t$,$dv = e^t dt$,则 $du = \cos t dt$,$v = e^t$。根据分部积分公式 ${\int }_{a}^{b}u dv = uv|_{a}^{b} - {\int }_{a}^{b}v du$,我们有:
${\int }_{0}^{1}\sin t\cdot {e}^{t}dt = e^t \sin t|_{0}^{1} - {\int }_{0}^{1}e^t \cos t dt$。
步骤 3:再次使用分部积分法
对 ${\int }_{0}^{1}e^t \cos t dt$ 再次使用分部积分法,设 $u = \cos t$,$dv = e^t dt$,则 $du = -\sin t dt$,$v = e^t$。根据分部积分公式,我们有:
${\int }_{0}^{1}e^t \cos t dt = e^t \cos t|_{0}^{1} + {\int }_{0}^{1}e^t \sin t dt$。
步骤 4:合并结果
将步骤 2 和步骤 3 的结果合并,我们得到:
${\int }_{0}^{1}\sin t\cdot {e}^{t}dt = e\sin 1 - e\cos 1 + 1 - {\int }_{0}^{1}\sin t\cdot {e}^{t}dt$。
步骤 5:解方程
将 ${\int }_{0}^{1}\sin t\cdot {e}^{t}dt$ 从等式两边移项,得到:
$2{\int }_{0}^{1}\sin t\cdot {e}^{t}dt = e\sin 1 - e\cos 1 + 1$。
步骤 6:求解
解得 ${\int }_{0}^{1}\sin t\cdot {e}^{t}dt = \dfrac{1}{2}(e\sin 1 - e\cos 1 + 1)$。