题目
求下列不定积分:-|||-int (e)^sqrt (3x+9)dx.

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查不定积分的换元法和分部积分法的综合应用,特别是处理指数函数与根式复合的积分形式。
解题核心思路:
- 换元法:通过令 $u = \sqrt{3x + 9}$,将原积分转化为关于 $u$ 的积分,简化被积表达式。
- 分部积分法:对转化后的积分 $\int u e^u \, du$,利用分部积分法进一步求解。
- 代换回原变量:将结果中的 $u$ 替换为 $\sqrt{3x + 9}$,得到最终答案。
破题关键点:
- 选择恰当的换元:通过根式部分 $\sqrt{3x + 9}$ 进行换元,简化积分形式。
- 分部积分的正确应用:合理选择分部积分中的 $u$ 和 $dv$,确保计算过程无误。
换元法转化积分
- 设换元:令 $u = \sqrt{3x + 9}$,则 $u^2 = 3x + 9$,解得 $x = \dfrac{1}{3}(u^2 - 9)$。
- 求微分 $dx$:对 $x$ 关于 $u$ 求导,得 $\dfrac{dx}{du} = \dfrac{2u}{3}$,因此 $dx = \dfrac{2u}{3} \, du$。
- 代入原积分:
$\int e^{\sqrt{3x + 9}} \, dx = \int e^u \cdot \dfrac{2u}{3} \, du = \dfrac{2}{3} \int u e^u \, du$
分部积分法求解
- 分部积分公式:$\int u \, dv = uv - \int v \, du$。
- 设 $v = e^u$,则 $dv = e^u \, du$;
- 设 $du = du$,则 $u = u$。
- 应用公式:
$\dfrac{2}{3} \int u e^u \, du = \dfrac{2}{3} \left( u e^u - \int e^u \, du \right)$ - 计算剩余积分:
$\int e^u \, du = e^u + C$ - 整理结果:
$\dfrac{2}{3} \left( u e^u - e^u \right) + C = \dfrac{2}{3} e^u (u - 1) + C$
代换回原变量
将 $u = \sqrt{3x + 9}$ 代入,得最终结果:
$\dfrac{2}{3} e^{\sqrt{3x + 9}} \left( \sqrt{3x + 9} - 1 \right) + C$