The problem (1):-
Since 1 − x 2 > 0 1-x^{2}>0 1 − x 2 > 0 when − 1 < x < 1 -1<x<1 − 1 < x < 1 and then ∣ 1 − x 2 ∣ = 1 − x 2 \left|1-x^{2}\right|=1-x^{2} ∣ ∣ 1 − x 2 ∣ ∣ = 1 − x 2
But 1 − x 2 < 0 when 1 < x or x < − 1 , thus ∣ 1 − x 2 ∣ = x 2 − 1 \begin{array}{l}
\text { But } 1-x^{2}<0 \quad \text { when } \quad 1<x \text { or } x<-1, \text { thus }
\\
\left|1-x^{2}\right|=x^{2}-1
\end{array} But 1 − x 2 < 0 when 1 < x or x < − 1 , thus ∣ ∣ 1 − x 2 ∣ ∣ = x 2 − 1
Thus
∫ − 2 2 ∣ 1 − x 2 ∣ d x = ∫ − 2 − 1 ∣ 1 − x 2 ∣ d x + ∫ − 1 1 ∣ 1 − x 2 ∣ d x + ∫ 1 2 ∣ 1 − x 2 ∣ d x = ∫ − 2 − 1 ( x 2 − 1 ) d x + ∫ − 1 1 ( 1 − x 2 ) d x + ∫ 1 2 ( x 2 − 1 ) d x = ( x 3 3 − x ) − 2 − 1 + ( x − x 3 3 ) − 1 1 + ( x 3 3 − x ) 1 2 = ( − 1 3 + 1 ) − ( − 8 3 + 2 ) + ( − 1 3 + 1 ) = 4 \begin{array}{l}
\int_{-2}^{2}\left|1-x^{2}\right| d x \\
=\int_{-2}^{-1}\left|1-x^{2}\right| d x+\int_{-1}^{1}\left|1-x^{2}\right| d x+\int_{1}^{2}\left|1-x^{2}\right| d x \\
=\int_{-2}^{-1}\left(x^{2}-1\right) d x \\
+\int_{-1}^{1}\left(1-x^{2}\right) d x+\int_{1}^{2}\left(x^{2}-1\right) d x \\
=\left(\frac{x^{3}}{3}-x\right)_{-2}^{-1}+\left(x-\frac{x^{3}}{3}\right)_{-1}^{1}+\left(\frac{x^{3}}{3}-x\right)_{1}^{2} \\
=\left(\frac{-1}{3}+1\right)-\left(\frac{-8}{3}+2\right)+\left(\frac{-1}{3}+1\right) \\
=4
\end{array} ∫ − 2 2 ∣ ∣ 1 − x 2 ∣ ∣ d x = ∫ − 2 − 1 ∣ ∣ 1 − x 2 ∣ ∣ d x + ∫ − 1 1 ∣ ∣ 1 − x 2 ∣ ∣ d x + ∫ 1 2 ∣ ∣ 1 − x 2 ∣ ∣ d x = ∫ − 2 − 1 ( x 2 − 1 ) d x + ∫ − 1 1 ( 1 − x 2 ) d x + ∫ 1 2 ( x 2 − 1 ) d x = ( 3 x 3 − x ) − 2 − 1 + ( x − 3 x 3 ) − 1 1 + ( 3 x 3 − x ) 1 2 = ( 3 − 1 + 1 ) − ( 3 − 8 + 2 ) + ( 3 − 1 + 1 ) = 4
The problem (2):-
Since 2 x + 3 > 0 2 x+3>0 2 x + 3 > 0 when x > − 3 2 x>\frac{-3}{2} x > 2 − 3 , then ∣ 2 x + 3 ∣ = 2 x + 3 |2 x+3|=2 x+3 ∣2 x + 3∣ = 2 x + 3
But 2 x + 3 < 0 2x+3<0 2 x + 3 < 0 when x < − 3 2 x<\frac{-3}{2} x < 2 − 3 , thus ∣ 2 x + 3 ∣ = − 2 x − 3 |2 x+3|=-2 x-3 ∣2 x + 3∣ = − 2 x − 3
Therefore we can find the value of the following integral
∫ − 2 2 ∣ 2 x + 3 ∣ d x = ∫ − 2 − 3 2 ∣ 2 x + 3 ∣ d x + ∫ − 3 2 ∣ 2 x + 3 ∣ d x = ∫ − 2 − 3 2 ( − 2 x − 3 ) d x + ∫ − 3 2 2 ( 2 x + 3 ) d x = ( − x 2 − 3 x ) − 2 − 3 2 + ( x 2 + 3 x ) − 3 2 2 = ( − 9 4 + 9 2 ) − ( − 4 + 6 ) + ( 4 + 6 ) − ( 9 4 − 9 2 ) = 25 2 \begin{array}{l}
\int_{-2}^{2}|2 x+3| d x=\int_{-2}^{\frac{-3}{2}}|2 x+3| d x
+\int_{-3}^{2}|2 x+3| d x \\
=\int_{-2}^{\frac{-3}{2}}(-2 x-3) d x+\int_{\frac{-3}{2}}^{2}(2 x+3) d x \\
=\left(-x^{2}-3 x\right)_{-2}^{\frac{-3}{2}}+\left(x^{2}+3 x\right)_{\frac{-3}{2}}^{2} \\
=\left(-\frac{9}{4}+\frac{9}{2}\right)-(-4+6)+(4+6)-\left(\frac{9}{4}-\frac{9}{2}\right) \\
=\frac{25}{2}
\end{array} ∫ − 2 2 ∣2 x + 3∣ d x = ∫ − 2 2 − 3 ∣2 x + 3∣ d x + ∫ − 3 2 ∣2 x + 3∣ d x = ∫ − 2 2 − 3 ( − 2 x − 3 ) d x + ∫ 2 − 3 2 ( 2 x + 3 ) d x = ( − x 2 − 3 x ) − 2 2 − 3 + ( x 2 + 3 x ) 2 − 3 2 = ( − 4 9 + 2 9 ) − ( − 4 + 6 ) + ( 4 + 6 ) − ( 4 9 − 2 9 ) = 2 25
Comments