题目
设((sin )^2x)=dfrac (x)(sin x),求((sin )^2x)=dfrac (x)(sin x) .
设,求
.
题目解答
答案
令,则有
,
∴即
∴
解析
步骤 1:确定函数$f(x)$的表达式
令$u={\sin }^{2}x$,则有$\sin x=\sqrt{u}$,$x=\arcsin \sqrt{u}$。因此,$f(u)=\dfrac{\arcsin \sqrt{u}}{\sqrt{u}}$,即$f(x)=\dfrac{\arcsin \sqrt{x}}{\sqrt{x}}$。
步骤 2:代入$f(x)$的表达式
将$f(x)=\dfrac{\arcsin \sqrt{x}}{\sqrt{x}}$代入$\int \dfrac{\sqrt{x}}{\sqrt{1-x}}f(x)dx$,得到$\int \dfrac{\sqrt{x}}{\sqrt{1-x}}\cdot \dfrac{\arcsin \sqrt{x}}{\sqrt{x}}dx$。
步骤 3:化简积分表达式
化简得到$\int \dfrac{\arcsin \sqrt{x}}{\sqrt{1-x}}dx$。
步骤 4:使用分部积分法
令$u=\arcsin \sqrt{x}$,$dv=\dfrac{1}{\sqrt{1-x}}dx$,则$du=\dfrac{1}{2\sqrt{x}\sqrt{1-x}}dx$,$v=-2\sqrt{1-x}$。根据分部积分法,$\int udv=uv-\int vdu$,得到$\int \dfrac{\arcsin \sqrt{x}}{\sqrt{1-x}}dx=-2\sqrt{1-x}\arcsin \sqrt{x}+2\int \dfrac{\sqrt{1-x}}{\sqrt{1-x}}\cdot \dfrac{1}{2\sqrt{x}}dx$。
步骤 5:计算剩余积分
计算剩余积分$\int \dfrac{1}{2\sqrt{x}}dx$,得到$\int \dfrac{1}{2\sqrt{x}}dx=\sqrt{x}$。
步骤 6:合并结果
合并结果得到$-2\sqrt{1-x}\arcsin \sqrt{x}+2\sqrt{x}+C$。
令$u={\sin }^{2}x$,则有$\sin x=\sqrt{u}$,$x=\arcsin \sqrt{u}$。因此,$f(u)=\dfrac{\arcsin \sqrt{u}}{\sqrt{u}}$,即$f(x)=\dfrac{\arcsin \sqrt{x}}{\sqrt{x}}$。
步骤 2:代入$f(x)$的表达式
将$f(x)=\dfrac{\arcsin \sqrt{x}}{\sqrt{x}}$代入$\int \dfrac{\sqrt{x}}{\sqrt{1-x}}f(x)dx$,得到$\int \dfrac{\sqrt{x}}{\sqrt{1-x}}\cdot \dfrac{\arcsin \sqrt{x}}{\sqrt{x}}dx$。
步骤 3:化简积分表达式
化简得到$\int \dfrac{\arcsin \sqrt{x}}{\sqrt{1-x}}dx$。
步骤 4:使用分部积分法
令$u=\arcsin \sqrt{x}$,$dv=\dfrac{1}{\sqrt{1-x}}dx$,则$du=\dfrac{1}{2\sqrt{x}\sqrt{1-x}}dx$,$v=-2\sqrt{1-x}$。根据分部积分法,$\int udv=uv-\int vdu$,得到$\int \dfrac{\arcsin \sqrt{x}}{\sqrt{1-x}}dx=-2\sqrt{1-x}\arcsin \sqrt{x}+2\int \dfrac{\sqrt{1-x}}{\sqrt{1-x}}\cdot \dfrac{1}{2\sqrt{x}}dx$。
步骤 5:计算剩余积分
计算剩余积分$\int \dfrac{1}{2\sqrt{x}}dx$,得到$\int \dfrac{1}{2\sqrt{x}}dx=\sqrt{x}$。
步骤 6:合并结果
合并结果得到$-2\sqrt{1-x}\arcsin \sqrt{x}+2\sqrt{x}+C$。