考研数学3不定积分题

更新时间:2025-11-19 02:17:42
最佳答案

题目:求解不定积分 $\int \frac{e^x}{(1+x)^2} \, dx$。

解题过程:

首先,我们尝试对被积函数进行简化。注意到 $\frac{1}{(1+x)^2}$ 可以通过对 $1+x$ 进行微分得到,即 $(1+x)' = 1$。因此,我们可以尝试使用分部积分法。

设 $u = e^x$,则 $du = e^x \, dx$;
设 $dv = \frac{1}{(1+x)^2} \, dx$,则 $v = -\frac{1}{1+x}$。

根据分部积分公式 $\int u \, dv = uv - \int v \, du$,我们有:
$$
\int \frac{e^x}{(1+x)^2} \, dx = -\frac{e^x}{1+x} - \int -\frac{1}{1+x} \cdot e^x \, dx.
$$

现在,我们需要对 $\int -\frac{1}{1+x} \cdot e^x \, dx$ 进行处理。注意到 $-\frac{1}{1+x}$ 可以通过对 $1+x$ 进行微分得到,即 $(-\frac{1}{1+x})' = \frac{1}{(1+x)^2}$。因此,我们可以再次使用分部积分法。

设 $u = e^x$,则 $du = e^x \, dx$;
设 $dv = \frac{1}{(1+x)^2} \, dx$,则 $v = -\frac{1}{1+x}$。

根据分部积分公式,我们有:
$$
\int -\frac{1}{1+x} \cdot e^x \, dx = -\frac{e^x}{1+x} - \int -\frac{1}{1+x} \cdot e^x \, dx.
$$

将上述结果代入原积分中,得到:
$$
\int \frac{e^x}{(1+x)^2} \, dx = -\frac{e^x}{1+x} - \left(-\frac{e^x}{1+x} - \int -\frac{1}{1+x} \cdot e^x \, dx\right).
$$

化简得到:
$$
\int \frac{e^x}{(1+x)^2} \, dx = \frac{2e^x}{1+x} + C,
$$
其中 $C$ 为积分常数。

最终答案为 $\frac{2e^x}{1+x} + C$。

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