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∫xsinx^2dx的不定积分

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∫xsinx^2dx的不定积分

我们需要明确∫xsinx^2dx的含义。这个式子表示对函数xsinx^2进行不定积分。不定积分是求函数的原函数的过程,也就是说,我们要找到一个函数F(x),使得它的导数等于xsinx^2。换句话说,我们要找到一个函数F(x),满足F'(x) = xsinx^2。

为了求解这个不定积分,我们可以采用积分换元法。我们首先观察到被积函数中的xsinx^2的导数形式为(x^2)'sinx^2 + 2xsinx^2的形式,这提示我们可以尝试将x^2作为一个新的变量进行换元。我们令u = x^2,则du/dx = 2x,从而dx = du/(2x)。将这个换元代入原积分式中,得到∫xsinx^2dx = ∫(u/2)sinu du。

现在我们得到了一个新的积分式∫(u/2)sinu du,这个积分可以通过分部积分法来求解。分部积分法是求解形如∫u*dv的积分的方法,其中u和v分别是两个函数,通过选择u和dv,我们可以得到不同的积分式,从而简化计算。在这个例子中,我们选择u = u/2,dv = sinu du,从而得到du = 2dudv和v = -cosu。将这些结果代入分部积分公式∫u*dv = uv - ∫v*du中,我们可以得到∫(u/2)sinu du = (-u/2)cosu - ∫(-cosu)(2du) = (-u/2)cosu + 2∫cosu du。

现在我们需要求解∫cosu du。这是一个简单的积分,∫cosu du = sinu + C,其中C为常数。将这个结果代入之前的式子,我们得到

∫(u/2)sinu du = (-u/2)cosu + 2(sinu + C) = -ucosu + 2sinu + 2C。

我们需要将u替换回x^2。回忆之前的换元u = x^2,我们可以将u替换为x^2,得到最终结果∫xsinx^2dx = -x^2cos(x^2) + 2sin(x^2) + 2C。

∫xsinx^2dx的不定积分为-x^2cos(x^2) + 2sin(x^2) + 2C,其中C为常数。这个结果可以通过积分换元法和分部积分法得到。通过这个例子,我们可以看到在求解不定积分时,选择合适的换元和运用适当的积分方法是非常重要的。对于更复杂的积分,我们可能需要更多的技巧和方法来求解。因此,对于积分的学习和掌握是非常重要的,它在数学和科学中具有广泛的应用。希望通过这篇文章的讨论,读者对于不定积分的求解有了更深入的理解和认识。

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