kaoyan1advanced 高等数学 第21题
📝 题目
### 第21题
$\int_{0}^{2 \pi}\left|\sin ^{2} x-\cos ^{2} x\right| \mathrm{d} x=$ $\_\_\_\_$ .
💡 答案解析
**答案**:$4$ **解析**: 步骤1:$\sin^2 x - \cos^2 x = -\cos 2x$,故$|\sin^2 x - \cos^2 x| = |\cos 2x|$。 步骤2:原积分$=\int_0^{2\pi} |\cos 2x| dx$,周期为$\pi$,在$[0,2\pi]$上有4个周期?$\cos 2x$周期$\pi$,$|\cos 2x|$周期$\displaystyle \frac{\pi}{2}$,故$\displaystyle \int_0^{2\pi} |\cos 2x| dx = 4\int_0^{\pi/2} \cos 2x dx = 4 \cdot \frac{1}{2}\sin 2x \big|_0^{\pi/2} = 2 \cdot (0-0)=0$?计算错误。 步骤3:正确:$\displaystyle \int_0^{\pi/2} \cos 2x dx = \frac{1}{2}\sin 2x \big|_0^{\pi/2} = 0$,但$|\cos 2x|$在$[0,\pi/2]$上非负,实际积分$\displaystyle \int_0^{\pi/4} \cos 2x dx + \int_{\pi/4}^{\pi/2} (-\cos 2x) dx = \frac{1}{2} + \frac{1}{2} = 1$,故一个周期$\pi/2$内积分为1,$[0,2\pi]$有4个周期,总积分为4。 **最终答案**:$4$ **难度**:★★☆☆☆