被积函数有 4 次幂的时候,先尝试凑 2 次幂

一、题目题目 - 荒原之梦

二、解析 解析 - 荒原之梦

由于被积函数 1x4+1 的分母中含有 x 的四次幂,所以,我们要在其分子中凑出来 x 的二次幂,因为四次幂除以二次幂仍然可以得到二次幂,从而实现被积函数中次幂的统一。如果我们在分子中凑 x 的三次幂,则就无法轻易实现被积函数中次幂的统一,所以:

I= 1x4+1 dx= 12(x2+1)(x21)x4+1 dx= 12x2+1x4+1 dx12x21x4+1 dx= 12x2x2+1x2x4x2+1x2 dx12x2x21x2x4x2+1x2 dx= 121+1x2x2+1x2 dx1211x2x2+1x2 dx= 12d(x1x)(x1x)2+212d(x+1x)(x+1x)22 {t1=x1xt2=x+1x= 121t12+2 dt1121t222 dt2= 1212(t122+1) dt1121(t2+2)(t22) dt2= 141(t12)2+1 dt112122(1t2+21t22) dt2= 241(t12)2+1 d(t12)+28(1t2+21t22) dt2= 24arcsin(t12)+28ln|t2+2t22| {t1=x1xt2=x+1x= 24arcsinx1x2+28ln|x+1x+2x+1x2|= 24arctanx212x+28ln|x2+2x+1x22x+1|+C= 24arctanx212x  28ln|x22x+1x2+2x+1|+C


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