题目
Problem
Let f(x)=(1+x)(2+x2)4−x+x2.
(a) Express f(x) in partial fractions.
(5)
(b) Find the exact value of ∫04f(x)dx. Give your answer as a single logarithm.
(5)
题目中文翻译
设 f(x)=(1+x)(2+x2)4−x+x2。
(a) 将 f(x) 表示为部分分式。
(5)
(b) 求 ∫04f(x)dx 的精确值。将答案表示为单个对数。
(5)
原卷通用作答要求
Answer all questions. You should use a calculator where appropriate.
You must show all necessary working clearly; no marks will be given for unsupported answers from a calculator.
Give non-exact numerical answers correct to 3 significant figures, or 1 decimal place for angles in degrees, unless a different level of accuracy is specified in the question.
请回答所有题目。适当时应使用计算器。必须清楚展示所有必要的计算过程;仅给出计算器答案而没有过程,不予评分。除非题目另有精度要求,非精确数值答案保留 3 位有效数字,以度为单位的角度保留 1 位小数。
解答
(a)
解法一
思路
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二次因子的分子先设为一次式,即使最后常数系数为零,也不能预先省掉。
答题过程
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Write
f(x)=1+xA+2+x2Bx+C.
Then
4−x+x2=A(2+x2)+(Bx+C)(1+x).
At x=−1, 6=3A, so A=2.
Comparing constant terms gives 4=2A+C, so C=0. Comparing coefficients of x2 gives 1=A+B, so B=−1.
Therefore
f(x)=1+x2−2+x2x.
(b)
解法一
思路
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利用(a)两项都是对数型积分,代入端点后利用 ln18−ln2=ln9 合成单一对数。
答题过程
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Using part (a), note that the derivative of ln(2+x2) is
2x/(2+x2), giving the coefficient −1/2.
Both logarithm arguments are positive on 0≤x≤4.
Thus
I====[2ln(1+x)−21ln(2+x2)]042ln5−21ln18+21ln2ln25−21ln9ln325.