2025考研数学一积分题

更新时间:2025-11-01 15:15:11
最佳答案

题目:已知函数 \( f(x) = x^3 - 3x + 2 \),求 \( \int_0^2 f(x) \, dx \)。

解题过程:

首先,根据积分的定义,我们可以将定积分 \( \int_0^2 f(x) \, dx \) 转化为定积分的极限形式:

\[ \int_0^2 f(x) \, dx = \lim_{n \to \infty} \sum_{i=1}^n f(x_i) \Delta x \]

其中,\( \Delta x = \frac{2-0}{n} = \frac{2}{n} \),\( x_i = 0 + i \Delta x = \frac{2i}{n} \)。

接下来,将函数 \( f(x) \) 代入求和式:

\[ \sum_{i=1}^n f(x_i) \Delta x = \sum_{i=1}^n \left( \left(\frac{2i}{n}\right)^3 - 3\left(\frac{2i}{n}\right) + 2 \right) \frac{2}{n} \]

\[ = \sum_{i=1}^n \left( \frac{8i^3}{n^3} - \frac{6i}{n} + \frac{4}{n} \right) \]

现在,我们需要计算上述求和式的极限。由于这是一个无穷求和,我们可以将其转化为积分:

\[ \lim_{n \to \infty} \sum_{i=1}^n \left( \frac{8i^3}{n^3} - \frac{6i}{n} + \frac{4}{n} \right) = \int_0^2 \left( 8x^3 - 6x + 4 \right) dx \]

计算不定积分:

\[ \int \left( 8x^3 - 6x + 4 \right) dx = 2x^4 - 3x^2 + 4x + C \]

最后,计算定积分:

\[ \int_0^2 \left( 8x^3 - 6x + 4 \right) dx = \left[ 2x^4 - 3x^2 + 4x \right]_0^2 \]

\[ = (2 \cdot 2^4 - 3 \cdot 2^2 + 4 \cdot 2) - (2 \cdot 0^4 - 3 \cdot 0^2 + 4 \cdot 0) \]

\[ = 32 - 12 + 8 \]

\[ = 28 \]

所以,\( \int_0^2 f(x) \, dx = 28 \)。

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