高數求定積分

時間 2022-05-17 13:20:03

1樓:匿名使用者

∫<1,0> ln(1+x)/(1+x²) dx

=∫<0,π/4>[ln(1+tanz)/(1+tan²z)]*sec²zdz (令x=tanz)

=∫<0,π/4>ln(1+sinz/cosz)dz

=∫<0,π/4>ln[(sinz+cosz)/cosz]dz

=∫<0,π/4>[ln(sinz+cosz)-ln(cosz)]dz

=∫<0,π/4>ln(sinz+cosz)dz-∫<0,π/4>ln(cosz)dz

=∫<0,π/4>ln[√2sin(z+π/4)]dz-∫<0,π/4>ln(cosz)dz

=∫<0,π/4>ln(√2)dz+∫<0,π/4>ln[sin(z+π/4)]dz-∫<0,π/4>ln(cosz)dz

=(π/4)ln(√2)+∫<0,π/4>ln[sin(z+π/4)]dz-∫<0,π/4>ln(cosz)dz (在第二個積分中,令z=π/4-y)

=πln2/8+∫<0,π/4>ln(cosy)dy-∫<0,π/4>ln(cosz)dz

=πln2/8+∫<0,π/4>ln(cosz)dz-∫<0,π/4>ln(cosz)dz (在第一個積分中,令z=y)

=πln2/8

2樓:匿名使用者

解:該題使用換元法:

令x=tany,則:

原式=∫(0,π/4) [ln(1+tany)]/(1+tan²y) d(tany)

=∫(0,π/4) ·sec²y dy

=∫(0,π/4) [ln(1+tany)] dy

=∫(0,π/4) ln[1+(siny/cosy)] dy

=∫(0,π/4) ln(siny+cosy)/lncosy dy

=∫(0,π/4) ln(siny+cosy) - lncosy dy

=∫(0,π/4) ln(siny+cosy) dy - ∫(0,π/4) lncosy dy

=∫(0,π/4) ln[√2sin(y+π/4)] dy - ∫(0,π/4) lncosy dy

=∫(0,π/4) [ln√2 + lnsin(y+π/4)]dy - ∫(0,π/4) lncosy dy

=∫(0,π/4) (1/2)ln2 dy + ∫(0,π/4)lnsin(y+π/4)dy - ∫(0,π/4) lncosy dy

=(π/8)ln2 + ∫(0,π/4)lnsin(y+π/4)dy - ∫(0,π/4) lncosy dy

注意觀察,∫(0,π/4)lnsin(y+π/4)dy與∫(0,π/4) lncosy dy形式非常相近,這裡運用等價法:

令:y=π/4 - t,則:

∫(π/4,0)lnsin(π/2 - t)d(-t)

=∫(π/4,0) (-1)lncost dt

= ∫(0,π/4) lncost dt

因此:原式=

(π/8)ln2 + ∫(0,π/4)lnsin(y+π/4)dy - ∫(0,π/4) lncosy dy

=(π/8)ln2 + ∫(0,π/4)lnsint dt - ∫(0,π/4) lncosy dy

=(π/8)ln2

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