本题导读
本题考查定积分,以及定积分的计算。
📌【题干】
Question
(2013年福建卷(理)) 当 时,有如下表达式:
两边同时积分得:
从而得到如下等式:.
请根据以上材料所蕴含的数学思想方法,计算:
🔍【思路分析】
破题导航
- 观察待求式结构:每一项的系数为 ,指数项为 。这与定积分 的结果完全一致。
- 构造函数:利用定积分的线性性质,待求式可以写成:
- 二项式变换:识别出括号内的和式 恰好是 的二项式展开式。
- 计算积分:计算 即可得出答案。
✅【答案】
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✍【详细解析】
Abstract
第一步:逆向构造积分式 根据材料提示的方法,我们将待求式中的每一项转化为积分形式: 根据定积分的性质,将其合并为一个积分:
第二步:利用二项式定理化简被积函数 由于 ,上式被积函数即为 。 原式
第三步:执行积分运算 代入上限 和下限 :
故答案为:。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心考点:本题考查“以积代和”的数学思想,即通过导数或积分来处理数列/级数的求和问题。
核心方法:“类比迁移法”。考生需要从背景材料中提取出“积分”这个动作,并敏锐察觉到 与 的联系。
避坑指南:- 积分下限必须为 ,上限必须为 ,否则无法凑出对应的指数项。 - 注意 处的 项不要遗漏。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源:函数的幂级数展开、微元法。
结论推广:见详细解析。
方法推广:“类比迁移法”。考生需要从背景材料中提取出“积分”这个动作,并敏锐察觉到 与 的联系。
🔗【关联脉络】
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