高数求定积分?

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tllau38
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2023-05-05 · 关注我不会让你失望
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😳问题 : ∫(-a->a) [√(a^2-x^2) + xsin(x^2) ]dx

👉定积分

  • 定积分是积分的一种,是函数f(x)在区间[a,b]上积分和的极限。

  • 这里应注意定积分与不定积分之间的关系:若定积分存在,则它是一个具体的数值,而不定积分是一个函数表达式,它们仅仅在数学上有一个计算关系(牛顿-莱布尼茨公式)。

  • 一个函数,可以存在不定积分,而不存在定积分;也可以存在定积分,而不存在不定积分。一个连续函数,一定存在定积分和不定积分;若只有有限个间断点,则定积分存在;若有跳跃间断点,则原函数一定不存在,即不定积分一定不存在

👉定积分的例子

  1. 『例子一』 ∫(0->1) dx = [x]|(0->1) =1

  2. 『例子二』 ∫(0->1) cosx dx = [sinx]|(0->1) = sin1

  3. 『例子三』 ∫(0->1) x dx = (1/2)[x^2]|(0->1) = 1/2

👉回答

∫(-a->a) [√(a^2-x^2) + xsin(x^2) ]dx

  • 分开定积分

=∫(-a->a) √(a^2-x^2) dx +∫(-a->a) xsin(x^2) dx

  • 利用  xsin(x^2)是奇函数 => ∫(-a->a) xsin(x^2) dx =0

=∫(-a->a) √(a^2-x^2) dx +0

  • √(a^2-x^2) 是偶函数

=2∫(0->a) √(a^2-x^2) dx 

  • 令 x=asinu

  • dx= acosu du

  • x=0, u=0

  • x=a, u=π/2

=2a^2.∫(0->π/2) (cosu)^2 du

=a^2.∫(0->π/2) (1+cos2u) du

=a^2.[ u +(1/2)sin2u]|(0->π/2)

=(π/2)a^2

  • 得出结果

∫(-a->a) [√(a^2-x^2) + xsin(x^2) ]dx =(π/2)a^2

😄: ∫(-a->a) [√(a^2-x^2) + xsin(x^2) ]dx =(π/2)a^2

sjh5551
高粉答主

2023-05-05 · 醉心答题,欢迎关注
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原式 I = ∫<-a, a> √(a^2-x^2)dx + ∫<-a, a> xsin(x^2)dx = (π/2)a^2
因为后者奇函数在对称区间上积分为 0, 前者根据定积分几何意义,是上半 圆面积。
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