微积分学示例

$f (x) = 4 x + \frac{1}{x^{2}}$

解题步骤 1

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 2

建立要求解的定积分。

$F (x) = \int 4 x + \frac{1}{x^{2}} d x$

解题步骤 3

将单个积分拆分为多个积分。

$\int 4 x d x + \int \frac{1}{x^{2}} d x$

解题步骤 4

由于 $4$ 对于 $x$ 是常数，所以将 $4$ 移到积分外。

$4 \int x d x + \int \frac{1}{x^{2}} d x$

解题步骤 5

根据幂法则， $x$ 对 $x$ 的积分是 $\frac{1}{2} x^{2}$ 。

$4 (\frac{1}{2} x^{2} + C) + \int \frac{1}{x^{2}} d x$

解题步骤 6

化简表达式。

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解题步骤 6.1

通过将 $x^{2}$ 乘以 $- 1$ 次幂来将其移出分母。

$4 (\frac{1}{2} x^{2} + C) + \int {(x^{2})}^{- 1} d x$

解题步骤 6.2

化简。

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解题步骤 6.2.1

组合 $\frac{1}{2}$ 和 $x^{2}$ 。

$4 (\frac{x^{2}}{2} + C) + \int {(x^{2})}^{- 1} d x$

解题步骤 6.2.2

将 ${(x^{2})}^{- 1}$ 中的指数相乘。

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解题步骤 6.2.2.1

运用幂法则并将指数相乘， ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ 。

$4 (\frac{x^{2}}{2} + C) + \int x^{2 \cdot - 1} d x$

解题步骤 6.2.2.2

将 $2$ 乘以 $- 1$ 。

$4 (\frac{x^{2}}{2} + C) + \int x^{- 2} d x$

解题步骤 7

根据幂法则， $x^{- 2}$ 对 $x$ 的积分是 $- x^{- 1}$ 。

$4 (\frac{x^{2}}{2} + C) - x^{- 1} + C$

解题步骤 8

化简。

$2 x^{2} - x^{- 1} + C$

解题步骤 9

答案是函数 $f (x) = 4 x + \frac{1}{x^{2}}$ 的不定积分。

$F (x) =$ $2 x^{2} - x^{- 1} + C$

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