微积分学 示例

利用换元法来求积分 ( x^2 x^2+1 的自然对数对 x) 的积分
解题步骤 1
使 。然后使 ,以便 。使用 和 进行重写。
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解题步骤 1.1
设 。求 。
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解题步骤 1.1.1
对 求导。
解题步骤 1.1.2
根据加法法则, 对 的导数是 。
解题步骤 1.1.3
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 1.1.4
因为 对于 是常数,所以 对 的导数为 。
解题步骤 1.1.5
将 和 相加。
解题步骤 1.2
使用 和 重写该问题。
解题步骤 2
化简。
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解题步骤 2.1
组合 和 。
解题步骤 2.2
组合 和 。
解题步骤 3
由于 对于 是常数,所以将 移到积分外。
解题步骤 4
利用公式 来分部求积分,其中 ,。
解题步骤 5
化简。
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解题步骤 5.1
组合 和 。
解题步骤 5.2
组合 和 。
解题步骤 5.3
将 移到 的左侧。
解题步骤 5.4
组合 和 。
解题步骤 5.5
将 乘以 。
解题步骤 6
由于 对于 是常数,所以将 移到积分外。
解题步骤 7
对 的积分为 。
解题步骤 8
将 重写为 。
解题步骤 9
去掉圆括号。
解题步骤 10
将 重写为 。
解题步骤 11
代回替换每一个积分法替换变量。
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解题步骤 11.1
使用 替换所有出现的 。
解题步骤 11.2
使用 替换所有出现的 。
解题步骤 11.3
使用 替换所有出现的 。
解题步骤 12
化简。
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解题步骤 12.1
合并 中相反的项。
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解题步骤 12.1.1
从 中减去 。
解题步骤 12.1.2
将 和 相加。
解题步骤 12.1.3
从 中减去 。
解题步骤 12.1.4
将 和 相加。
解题步骤 12.2
在公分母上合并分子。
解题步骤 12.3
化简分子。
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解题步骤 12.3.1
化简每一项。
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解题步骤 12.3.1.1
将 中的指数相乘。
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解题步骤 12.3.1.1.1
运用幂法则并将指数相乘,。
解题步骤 12.3.1.1.2
约去 的公因数。
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解题步骤 12.3.1.1.2.1
约去公因数。
解题步骤 12.3.1.1.2.2
重写表达式。
解题步骤 12.3.1.2
将 中的指数相乘。
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解题步骤 12.3.1.2.1
运用幂法则并将指数相乘,。
解题步骤 12.3.1.2.2
约去 的公因数。
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解题步骤 12.3.1.2.2.1
约去公因数。
解题步骤 12.3.1.2.2.2
重写表达式。
解题步骤 12.3.2
将 中的因式重新排序。
解题步骤 12.4
化简分子。
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解题步骤 12.4.1
从 中分解出因数 。
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解题步骤 12.4.1.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 12.4.1.2
从 中分解出因数 。
解题步骤 12.4.1.3
从 中分解出因数 。
解题步骤 12.4.2
将 重写为 。
解题步骤 12.4.3
使用对数的商数性质,即 。
解题步骤 12.5
合并。
解题步骤 12.6
约去 的公因数。
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解题步骤 12.6.1
约去公因数。
解题步骤 12.6.2
重写表达式。
解题步骤 12.7
将 乘以 。