考研数学不定积分大题目

更新时间:2025-12-07 00:08:24
最佳答案

在考研数学中,不定积分大题目往往考察考生对积分技巧的掌握程度。以下是一例:

题目:求不定积分 $\int x^3 e^x \, dx$。

解题思路:
1. 观察被积函数 $x^3 e^x$,可以发现 $e^x$ 是一个原函数,而 $x^3$ 是一个多项式,因此可以考虑使用分部积分法。
2. 设 $u = x^3$,则 $du = 3x^2 \, dx$;设 $dv = e^x \, dx$,则 $v = e^x$。
3. 根据分部积分公式 $\int u \, dv = uv - \int v \, du$,将 $u$、$dv$、$v$、$du$ 代入公式,得到:
$$\int x^3 e^x \, dx = x^3 e^x - \int 3x^2 e^x \, dx$$
4. 对 $\int 3x^2 e^x \, dx$ 再次使用分部积分法,设 $u = 3x^2$,则 $du = 6x \, dx$;设 $dv = e^x \, dx$,则 $v = e^x$。
5. 将 $u$、$dv$、$v$、$du$ 代入分部积分公式,得到:
$$\int 3x^2 e^x \, dx = 3x^2 e^x - \int 6x e^x \, dx$$
6. 对 $\int 6x e^x \, dx$ 再次使用分部积分法,设 $u = 6x$,则 $du = 6 \, dx$;设 $dv = e^x \, dx$,则 $v = e^x$。
7. 将 $u$、$dv$、$v$、$du$ 代入分部积分公式,得到:
$$\int 6x e^x \, dx = 6x e^x - \int 6 e^x \, dx$$
8. 最后,对 $\int 6 e^x \, dx$ 进行直接积分,得到:
$$\int 6 e^x \, dx = 6e^x$$
9. 将以上结果代入原式,得到:
$$\int x^3 e^x \, dx = x^3 e^x - (3x^2 e^x - (6x e^x - 6e^x)) = e^x (x^3 - 3x^2 + 6x - 6) + C$$

其中,$C$ 为积分常数。

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