int_(0)^1e^sqrt(x)dx=( ).A. 0B. (1)/(2)C. (2)/(3)D. 2
A. 0
B. $\frac{1}{2}$
C. $\frac{2}{3}$
D. 2
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查定积分的计算,涉及换元法和分部积分法的综合应用。
解题核心思路:
- 换元法:通过令$t = \sqrt{x}$,将原积分转化为关于$t$的积分,简化被积函数。
- 分部积分法:对转化后的积分进一步拆分,利用分部积分公式简化计算。
- 代入上下限:注意变量替换后积分上下限的变化,并正确代入计算最终结果。
破题关键点:
- 选择合适的换元:通过$t = \sqrt{x}$消除根号,使积分形式更易处理。
- 分部积分的拆分:合理选择$u$和$dv$,将积分转化为更简单的形式。
- 符号与代入细节:特别注意积分上下限代入时的符号,避免计算错误。
步骤1:变量替换
令$t = \sqrt{x}$,则$x = t^2$,$dx = 2t \, dt$。
当$x = 0$时,$t = 0$;当$x = 1$时,$t = 1$。
原积分转化为:
$\int_{0}^{1} e^{\sqrt{x}} \, dx = \int_{0}^{1} e^{t} \cdot 2t \, dt.$
步骤2:分部积分法
设$u = 2t$,$dv = e^{t} \, dt$,则$du = 2 \, dt$,$v = e^{t}$。
根据分部积分公式$\int u \, dv = uv - \int v \, du$,得:
$\begin{aligned}\int_{0}^{1} 2t e^{t} \, dt &= \left. 2t e^{t} \right|_{0}^{1} - \int_{0}^{1} e^{t} \cdot 2 \, dt \\&= \left[ 2t e^{t} \right]_{0}^{1} - 2 \int_{0}^{1} e^{t} \, dt.\end{aligned}$
步骤3:计算剩余积分
计算$\int_{0}^{1} e^{t} \, dt$:
$\int_{0}^{1} e^{t} \, dt = \left. e^{t} \right|_{0}^{1} = e^{1} - e^{0} = e - 1.$
步骤4:代入并化简
将结果代入分部积分后的表达式:
$\begin{aligned}\int_{0}^{1} 2t e^{t} \, dt &= \left( 2 \cdot 1 \cdot e^{1} - 2 \cdot 0 \cdot e^{0} \right) - 2(e - 1) \\&= 2e - 2e + 2 \\&= 2.\end{aligned}$