求解一道定积分题目

2026年09月29日 03:25
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∫(x^2+1)dx/(x^4+1)
=∫[1+(1/x^2)]dx/[x^2+(1/x^2)] (上下同时除以x^2)
因为:d(x-1/x)=[1+(1/x^2)]dx,所以:
=∫d(x-1/x)/[(x-1/x)^2+(√2)^2]+c
=1/√2*arctan[(x-(1/x))/ √2]+c
此步骤利用到了积分公式:
∫dx/(x^2+a^2)=(1/a)arctan(x/a)+c.

再来求定积分,因为当x趋近于正无穷大时,x-1/x趋近于正无穷大,此时反正切部分趋近于π/2,所以此时=(√2/2)*(π/2)=√2π/4;;

当x趋近于0时,x-1/x趋近于负无穷大,此时反正切部分趋近于-π/2,所以此时=(√2/2)*(-π/2)=-√2π/4;

所以本题的最终结果=√2π/4-(-√2π/4)=√2π/2。