题目
单选题(共20题,40.0分) 8. (2.0分) 使用换元法计算不定积分int x/sqrt(1-x^2)dx时,最合适的代换是() A. u=1-x² B. u=sqrt(1-x^2) C. u=x D. u=x²
单选题(共20题,40.0分) 8. (2.0分) 使用换元法计算不定积分$\int x/\sqrt{1-x^{2}}dx$时,最合适的代换是()
A. u=1-x²
B. u=$\sqrt{1-x^{2}}$
C. u=x
D. u=x²
A. u=1-x²
B. u=$\sqrt{1-x^{2}}$
C. u=x
D. u=x²
题目解答
答案
设 $u = \sqrt{1 - x^2}$,则 $du = -\frac{x}{\sqrt{1 - x^2}} \, dx$,即 $\frac{x}{\sqrt{1 - x^2}} \, dx = -du$。代入原积分得:
\[
\int \frac{x}{\sqrt{1 - x^2}} \, dx = \int -du = -u + C = -\sqrt{1 - x^2} + C.
\]
此代换直接将积分简化为常数积分,最符合题意。
**答案:B**
解析
考查要点:本题主要考查换元法在不定积分中的应用,重点在于选择恰当的代换简化积分表达式。
解题核心思路:通过观察被积函数的结构,寻找与积分变量相关的复合函数,使得代换后积分简化为基本积分形式。关键点在于代换后的微分项能够完全匹配被积函数中的剩余部分。
破题关键:
- 识别被积函数中的复合结构:分母为$\sqrt{1-x^2}$,分子为$x$,整体可视为与$1-x^2$相关的函数。
- 选择代换对象:若设$u = \sqrt{1-x^2}$,则其微分$du$中自然包含$x/\sqrt{1-x^2} \, dx$,与被积函数完全匹配,从而直接简化积分。
选项分析
选项B:$u = \sqrt{1-x^2}$
-
计算微分:
$du = \frac{d}{dx} \left( \sqrt{1-x^2} \right) dx = \frac{-x}{\sqrt{1-x^2}} dx$
即:
$\frac{x}{\sqrt{1-x^2}} dx = -du$ -
代换积分:
原积分变为:
$\int \frac{x}{\sqrt{1-x^2}} dx = \int -du = -u + C = -\sqrt{1-x^2} + C$
其他选项对比:
- 选项A($u=1-x^2$):需额外处理分母中的$\sqrt{u}$,步骤稍多。
- 选项C/D:无法有效简化积分表达式。