微积分学示例

$2 x \cos (x^{2})$

解题步骤 1

将 $2 x \cos (x^{2})$ 书写为一个函数。

$f (x) = 2 x \cos (x^{2})$

解题步骤 2

通过计算导数 $f (x)$ 的不定积分求函数 $F (x)$ 。

$F (x) = \int f (x) d x$

解题步骤 3

建立要求解的定积分。

$F (x) = \int 2 x \cos (x^{2}) d x$

解题步骤 4

由于 $2$ 对于 $x$ 是常数，所以将 $2$ 移到积分外。

$2 \int x \cos (x^{2}) d x$

解题步骤 5

使 $u = x^{2}$ 。然后使 $d u = 2 x d x$ ，以便 $\frac{1}{2} d u = x d x$ 。使用 $u$ 和 $d$ $u$ 进行重写。

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解题步骤 5.1

设 $u = x^{2}$ 。求 $\frac{d u}{d x}$ 。

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解题步骤 5.1.1

对 $x^{2}$ 求导。

$\frac{d}{d x} [x^{2}]$

解题步骤 5.1.2

使用幂法则求微分，根据该法则， $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ 等于 $n x^{n - 1}$ ，其中 $n = 2$ 。

$2 x$

解题步骤 5.2

使用 $u$ 和 $d u$ 重写该问题。

$2 \int \cos (u) \frac{1}{2} d u$

解题步骤 6

组合 $\cos (u)$ 和 $\frac{1}{2}$ 。

$2 \int \frac{\cos (u)}{2} d u$

解题步骤 7

由于 $\frac{1}{2}$ 对于 $u$ 是常数，所以将 $\frac{1}{2}$ 移到积分外。

$2 (\frac{1}{2} \int \cos (u) d u)$

解题步骤 8

化简。

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解题步骤 8.1

组合 $\frac{1}{2}$ 和 $2$ 。

$\frac{2}{2} \int \cos (u) d u$

解题步骤 8.2

约去 $2$ 的公因数。

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解题步骤 8.2.1

约去公因数。

$\frac{2}{2} \int \cos (u) d u$

解题步骤 8.2.2

重写表达式。

$1 \int \cos (u) d u$

解题步骤 8.3

将 $\int \cos (u) d u$ 乘以 $1$ 。

$\int \cos (u) d u$

解题步骤 9

$\cos (u)$ 对 $u$ 的积分为 $\sin (u)$ 。

$\sin (u) + C$

解题步骤 10

使用 $x^{2}$ 替换所有出现的 $u$ 。

$\sin (x^{2}) + C$

解题步骤 11

答案是函数 $f (x) = 2 x \cos (x^{2})$ 的不定积分。

$F (x) =$ $\sin (x^{2}) + C$

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