高数里面关于定积分的,我的求法好像很有问题

xyj19820205 2008-07-08 04:35:05
求∫(0,PI/4)lnsin2xdx的值。
我的过程:
令y=lnsin2x
sin2x=e^y
2x=arcsin(e^y)
x=arcsin(e^y)/2
dx=e^y/[2(1-e^2y)^(1/2)]dy
∫(0,PI/4)lnsin2xdx=∫(-∞,0)y*e^y/[2(1-e^2y)^(1/2)]dy
=-∫(0,-∞)y*e^y/[2(1-e^2y)^(1/2)]dy
=(-1/2)∫(0,-∞)ydarcsine^y
=(-1/2)*[yarcsine^y-∫arcsine^ydy](0,-∞)
=(1/2)∫(0,-∞)arcsine^ydy
令e^y=x
=(1/2)∫(1,0)arcsinx*lnxdx
=(1/2)∫(1,0)arcsinxd(xlnx-x)

一直这样算下去,结果极其复杂,而且最终答案不对,我哪里出错了吗,还是我所选的参数不对?
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C1053710211 2008-07-08
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lnsinx这个函数的原函数不是初等函数,所以你想积出原函数再代入上下限是不能解出来的
这个题要用到这个性质∫(0,PI/2)f(sinx)dx = ∫(0,PI/2)f(cosx)dx
首先令t=2x,于是变为
(1/2)*∫(0,PI/2)lnsint dt = (1/4)*(∫(0,PI/2)lnsint dt + ∫(0,PI/2)lncost dt)
=(1/4)*[(∫0,PI/2)ln(sint*cost) dt]=(1/4)*[∫(0,PI/2)ln(sin2t)/2 dt]
=(1/4)*[∫(0,PI/2)ln(sin2t)dt - PI/8*ln2]
下面来算)∫(0,PI/2)ln(sin2t)dt
∫(0,PI/2)ln(sin2t)dt 令 x=2t
∫(0,PI/2)ln(sin2t)dt = (1/2)*∫(0,PI)ln(sinx)dx
=(1/2)*∫(0,PI/2)ln(sinx)dx + (1/2)*∫(PI/2,PI)ln(sinx)dx
=(1/2)*∫(0,PI/2)ln(sinx)dx + (1/2)*∫(0,PI/2)ln[sin(x+PI/2)]dx
=(1/2)*∫(0,PI/2)ln(sinx)dx + (1/2)*∫(0,PI/2)ln(cosx)dx
=∫(0,PI/2)ln(sinx)dx = (1/2)*∫(0,PI/2)ln[(sin2x)/2]dx
=(1/2)*∫(0,PI/2)ln(sin2x)dx - PI/4*ln2
于是∫(0,PI/2)ln(sin2t)dt = -PI/8*ln2
带回原式得到最后结果是-PI/4*ln2

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