求定积分[x+√(1-x^2)]^2范围[1,-1]

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/05/14 07:46:27

求定积分[x+√(1-x^2)]^2范围[1,-1]
求定积分[x+√(1-x^2)]^2
范围[1,-1]

求定积分[x+√(1-x^2)]^2范围[1,-1]
把括号展开,消掉x^2,之后积分,前半部分奇函数关于原点对称,积分为0,后半部分常数1积分为2,所以答案为2.

采用换元法。
令x=sinθ
-1≤x≤1 -1≤sinθ≤1,积分区间[-π/2,π/2] (定积分,积分区间也可以用别的,只要是区间长度为π就可以)
[x+√(1-x²)]²
=(sinθ+|cosθ|)²
=sin²θ+cos²θ+2sinθ|cosθ|
=1+2sinθ|cosθ|

全部展开

采用换元法。
令x=sinθ
-1≤x≤1 -1≤sinθ≤1,积分区间[-π/2,π/2] (定积分,积分区间也可以用别的,只要是区间长度为π就可以)
[x+√(1-x²)]²
=(sinθ+|cosθ|)²
=sin²θ+cos²θ+2sinθ|cosθ|
=1+2sinθ|cosθ|
θ∈[-π/2,π/2] 0≤cosθ≤1
[x+√(1-x²)]²=1+2sinθcosθ
∫(-1,1)[x+√(1-x²)]² dx
=∫(-π/2,π/2)(1+2sinθcosθ)d(sinθ)
=∫(-π/2,π/2)(cosθ+2sinθcos²θ)d(θ)
=sinθ-cos²θ |(-π/2,π/2)
=[sin(π/2)-cos²(π/2)]-[sin(-π/2)-cos²(-π/2)]
=(1-0)-(-1-0)
=2

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