根号1加x平方积分详解:三角代换与分部积分
题目要求我们求解 '∫√(1+x²) dx',可以通过三角代换或者分部积分来解决这个问题。
首先考虑三角代换,令 'x = tan t',则 'dx = sec² t dt',并且 '√(1+x²) = √(1+tan² t) = sec t'。将 'x' 和 'dx' 用 't' 表示后,原积分变为:
∫√(1+x²) dx = ∫ sec t · sec² t dt = ∫ sec³ t dt
这个积分可以通过分部积分来求解。设 'u = sec t',则 'du = sec t tan t dt','dv = sec² t dt','v = tan t'。代入分部积分公式得到:
∫ sec³ t dt = sec t tan t - ∫ tan² t sec t dt
因为 'tan² t = sec² t - 1',所以
∫ tan² t sec t dt = ∫ (sec³ t - sec t) dt = 1/2 sec t tan t - ln|sec t + tan t| + C
带回原式得到:
∫√(1+x²) dx = sec t tan t - 1/2 sec t tan t + ln|sec t + tan t| + C = √(1+x²) + ln|x+√(1+x²)| + C
因此,原积分的解为 '√(1+x²) + ln|x+√(1+x²)| + C'。
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