微积分学示例

$\int_{3}^{9} \frac{1}{x - 1} d x$

解题步骤 1

使 $u = x - 1$ 。然后使 $d u = d x$ 。使用 $u$ 和 $d$ $u$ 进行重写。

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解题步骤 1.1

设 $u = x - 1$ 。求 $\frac{d u}{d x}$ 。

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解题步骤 1.1.1

对 $x - 1$ 求导。

$\frac{d}{d x} [x - 1]$

解题步骤 1.1.2

根据加法法则， $x - 1$ 对 $x$ 的导数是 $\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 1]$ 。

$\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 1]$

解题步骤 1.1.3

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 $n = 1$ 。

$1 + \frac{d}{d x} [- 1]$

解题步骤 1.1.4

因为 $- 1$ 对于 $x$ 是常数，所以 $- 1$ 对 $x$ 的导数为 $0$ 。

$1 + 0$

解题步骤 1.1.5

将 $1$ 和 $0$ 相加。

$1$

解题步骤 1.2

将下限代入替换 $u = x - 1$ 中的 $x$ 。

$u_{lower} = 3 - 1$

解题步骤 1.3

从 $3$ 中减去 $1$ 。

$u_{lower} = 2$

解题步骤 1.4

将上限代入替换 $u = x - 1$ 中的 $x$ 。

$u_{upper} = 9 - 1$

解题步骤 1.5

从 $9$ 中减去 $1$ 。

$u_{upper} = 8$

解题步骤 1.6

求得的 $u_{lower}$ 和 $u_{upper}$ 的值将用来计算定积分。

$u_{lower} = 2$

$u_{upper} = 8$

解题步骤 1.7

使用 $u$ 、 $d u$ 以及积分的新极限重写该问题。

$\int_{2}^{8} \frac{1}{u} d u$

解题步骤 2

$\frac{1}{u}$ 对 $u$ 的积分为 $\ln (| u |)$ 。

$\ln (| u |)]_{2}^{8}$

解题步骤 3

计算 $\ln (| u |)$ 在 $8$ 处和在 $2$ 处的值。

$\ln (| 8 |) - \ln (| 2 |)$

解题步骤 4

使用对数的商数性质，即 $\log_{b} (x) - \log_{b} (y) = \log_{b} (\frac{x}{y})$ 。

$\ln (\frac{| 8 |}{| 2 |})$

解题步骤 5

化简。

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解题步骤 5.1

绝对值就是一个数和零之间的距离。 $0$ 和 $8$ 之间的距离为 $8$ 。

$\ln (\frac{8}{| 2 |})$

解题步骤 5.2

绝对值就是一个数和零之间的距离。 $0$ 和 $2$ 之间的距离为 $2$ 。

$\ln (\frac{8}{2})$

解题步骤 5.3

用 $8$ 除以 $2$ 。

$\ln (4)$

解题步骤 6

结果可以多种形式表示。

恰当形式：

$\ln (4)$

小数形式：

$1.38629436 \dots$

解题步骤 7

微积分学 示例

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