求函数f(x)=∫(上限x,下限0)(t+1)arctant dt 的极值

问题描述:

求函数f(x)=∫(上限x,下限0)(t+1)arctant dt 的极值
1个回答 分类:数学 2014-10-02

问题解答:

我来补答
求函数f(x)=(0,x)∫(t+1)arctant dt 的极值
令df(x)/dx=(x+1)arctanx=0
得驻点x₁=-1,x₂=0
为书写简便,先求不定积分.
∫(t+1)arctantdt=∫t(arctant)dt+∫arctantdt
其中∫arctantdt=t(arctant)-ln[√(1+t²)]
∫tarctantdt=(1/2)∫arctantd(t²)=(1/2){t²arctant-∫[t²/(1+t²)]dt}
=(1/2){t²arctant-∫[1-1/(1+t²)]dt}
=(1/2){t²arctant-t+arctant}=(1/2)[(t²+1)arctant-t]
故f(x)=(0,x)∫(t+1)arctant dt ={(1/2)[(t²+1)arctant-t]+t(arctant)-ln[√(1+t²)]}(0,x)
={(1/2)[(t²+t+1)arctant-t]-ln[[√(1+t²)]}(0,x)
=(1/2)[(x²+x+1)arctanx-x]-ln[√(1+x²)].(1)
将驻点代入(1)式,得极值:
f(-1)=(1/2)[arctan(-1)+1]-ln√2=(1/2)(-π/4+1)-(1/2)ln2=(1/2)[1-(π/4)-ln2](极大值)
f(0)=0(极小值)
 
 
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