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从 0 到 ln 2 的 eue^u sqrt(1+eu1+e^u) 积分的最终数值是多少?

最终值是 23−4232\sqrt{3} - \frac{4\sqrt{2}}{3}。这是通过在转换后的限 x=3x=3 和 x=2x=2 处求值原函数 23x3/2\frac{2}{3}x^{3/2} 并相减得到的。

适用条件

  • 积分是 ∫0ln⁡2eu1+eudu\int_0^{\ln 2} e^u \sqrt{1+e^u} du。
  • 使用换元 x=1+eux = 1 + e^u。
  • 积分限转换为 2 和 3。
  • 原函数是 23x3/2\frac{2}{3}x^{3/2}。

理解与推导

  1. 从转换后的积分 ∫23xdx\int_2^3 \sqrt{x} dx 开始。
  2. 找到原函数 F(x)=23x3/2F(x) = \frac{2}{3}x^{3/2}。
  3. 求值 F(3)=23(3)3/2=23(33)=23F(3) = \frac{2}{3}(3)^{3/2} = \frac{2}{3}(3\sqrt{3}) = 2\sqrt{3}。
  4. 求值 F(2)=23(2)3/2=23(22)=423F(2) = \frac{2}{3}(2)^{3/2} = \frac{2}{3}(2\sqrt{2}) = \frac{4\sqrt{2}}{3}。
  5. 计算 F(3)−F(2)=23−423F(3) - F(2) = 2\sqrt{3} - \frac{4\sqrt{2}}{3}。
  6. 将其陈述为最终精确值。

例子

脚本指出:“在 3 和 2 处求值得到 23−42/32\sqrt{3}-4\sqrt{2}/3。”

容易误解的地方

  • 提供小数近似值而不是精确的根式形式。
  • 在简化 33/23^{3/2} 或 23/22^{3/2} 时犯算术错误。
  • 以错误的顺序相减(F(2)−F(3)F(2) - F(3))。

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