题目:求解不定积分 $\int \frac{2x^3}{\sqrt{x^2+4}} \, dx$。
解题过程:
首先,令 $u = x^2 + 4$,则 $du = 2x \, dx$。从而原积分可以变形为:
$$\int \frac{2x^3}{\sqrt{x^2+4}} \, dx = \int \frac{2x^2}{\sqrt{x^2+4}} \cdot x \, dx = \int \frac{1}{\sqrt{u}} \, du.$$
接下来,对 $\int \frac{1}{\sqrt{u}} \, du$ 进行积分,得到:
$$\int \frac{1}{\sqrt{u}} \, du = 2\sqrt{u} + C.$$
最后,将 $u = x^2 + 4$ 代回原式,得到:
$$\int \frac{2x^3}{\sqrt{x^2+4}} \, dx = 2\sqrt{x^2+4} + C.$$
所以,本题的答案为 $2\sqrt{x^2+4} + C$。
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