微积分学示例

$\int_{1}^{e} \frac{\sqrt{\ln (x)}}{x} d x$

解题步骤 1

使 $u = \ln (x)$ 。然后使 $d u = \frac{1}{x} d x$ ，以便 $x d u = d x$ 。使用 $u$ 和 $d$ $u$ 进行重写。

点击获取更多步骤...

解题步骤 1.1

设 $u = \ln (x)$ 。求 $\frac{d u}{d x}$ 。

点击获取更多步骤...

解题步骤 1.1.1

对 $\ln (x)$ 求导。

$\frac{d}{d x} [\ln (x)]$

解题步骤 1.1.2

$\ln (x)$ 对 $x$ 的导数为 $\frac{1}{x}$ 。

$\frac{1}{x}$

解题步骤 1.2

将下限代入替换 $u = \ln (x)$ 中的 $x$ 。

$u_{lower} = \ln (1)$

解题步骤 1.3

$1$ 的自然对数为 $0$ 。

$u_{lower} = 0$

解题步骤 1.4

将上限代入替换 $u = \ln (x)$ 中的 $x$ 。

$u_{upper} = \ln (e)$

解题步骤 1.5

$e$ 的自然对数为 $1$ 。

$u_{upper} = 1$

解题步骤 1.6

求得的 $u_{lower}$ 和 $u_{upper}$ 的值将用来计算定积分。

$u_{lower} = 0$

$u_{upper} = 1$

解题步骤 1.7

使用 $u$ 、 $d u$ 以及积分的新极限重写该问题。

$\int_{0}^{1} \sqrt{u} d u$

解题步骤 2

使用 $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ ，将 $\sqrt{u}$ 重写成 $u^{\frac{1}{2}}$ 。

$\int_{0}^{1} u^{\frac{1}{2}} d u$

解题步骤 3

根据幂法则， $u^{\frac{1}{2}}$ 对 $u$ 的积分是 $\frac{2}{3} u^{\frac{3}{2}}$ 。

$\frac{2}{3} u^{\frac{3}{2}}]_{0}^{1}$

解题步骤 4

代入并化简。

点击获取更多步骤...

解题步骤 4.1

计算 $\frac{2}{3} u^{\frac{3}{2}}$ 在 $1$ 处和在 $0$ 处的值。

$(\frac{2}{3} \cdot 1^{\frac{3}{2}}) - \frac{2}{3} \cdot 0^{\frac{3}{2}}$

解题步骤 4.2

化简。

点击获取更多步骤...

解题步骤 4.2.1

一的任意次幂都为一。

$\frac{2}{3} \cdot 1 - \frac{2}{3} \cdot 0^{\frac{3}{2}}$

解题步骤 4.2.2

将 $\frac{2}{3}$ 乘以 $1$ 。

$\frac{2}{3} - \frac{2}{3} \cdot 0^{\frac{3}{2}}$

解题步骤 4.2.3

将 $0$ 重写为 $0^{2}$ 。

$\frac{2}{3} - \frac{2}{3} \cdot {(0^{2})}^{\frac{3}{2}}$

解题步骤 4.2.4

运用幂法则并将指数相乘， ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ 。

$\frac{2}{3} - \frac{2}{3} \cdot 0^{2 (\frac{3}{2})}$

解题步骤 4.2.5

约去 $2$ 的公因数。

点击获取更多步骤...

解题步骤 4.2.5.1

约去公因数。

$\frac{2}{3} - \frac{2}{3} \cdot 0^{2 (\frac{3}{2})}$

解题步骤 4.2.5.2

重写表达式。

$\frac{2}{3} - \frac{2}{3} \cdot 0^{3}$

解题步骤 4.2.6

对 $0$ 进行任意正数次方的运算均得到 $0$ 。

$\frac{2}{3} - \frac{2}{3} \cdot 0$

解题步骤 4.2.7

将 $0$ 乘以 $- 1$ 。

$\frac{2}{3} + 0 (\frac{2}{3})$

解题步骤 4.2.8

将 $0$ 乘以 $\frac{2}{3}$ 。

$\frac{2}{3} + 0$

解题步骤 4.2.9

将 $\frac{2}{3}$ 和 $0$ 相加。

$\frac{2}{3}$

解题步骤 5

结果可以多种形式表示。

恰当形式：

$\frac{2}{3}$

小数形式：

$0.\overline{6}$

微积分学 示例

微积分学示例