题目
Problem
Let f(x)=(x+2a)(x+3a)x2+4ax+6a2, where a is a positive constant.
(a) Express f(x) in partial fractions.
(5)
(b) Hence find the exact value of ∫−aaf(x)dx. Give your answer in the form a(p+lnq), where p and q are rational.
(4)
题目中文翻译
设 f(x)=(x+2a)(x+3a)x2+4ax+6a2,其中 a 为正常数。
(a) 将 f(x) 表示为部分分式。
(5)
(b) 由此求 ∫−aaf(x)dx 的精确值。答案写成 a(p+lnq) 的形式,其中 p 和 q 为有理数。
(4)
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
展开
分子分母同次,先做除法取得常数项,再对两个一次因式拆分。
答题过程
展开
Since
(x+2a)(x+3a)=x2+5ax+6a2,
we have
f(x)=1−(x+2a)(x+3a)ax.
Write
−(x+2a)(x+3a)ax=x+2aB+x+3aC.
Then
−ax=B(x+3a)+C(x+2a).
Putting x=−2a gives 2a2=aB, so B=2a. Putting x=−3a gives 3a2=−aC, so C=−3a.
Thus
f(x)=1+x+2a2a−x+3a3a.
(b)
解法一
思路
展开
在给定区间两个一次因式都为正,可以直接写对数。代入上下限后先合并同一系数的对数,再合成题目要求的一个对数。
答题过程
展开
From (a), since a>0 and −a⩽x⩽a, both x+2a and x+3a are positive. Therefore
∫−aaf(x)dx====2a+2a[ln(3a)−lna]−3a[ln(4a)−ln(2a)]2a+2alna3a−3aln2a4aa(2+2ln3−3ln2)a(2+ln89).