Bài tập ôn thi Toán: Nguyên hàm tích phân
lượt xem 262
download
Đây là bài tập nguyên hàm tích phân gửi đến các bạn học sinh tham khảo để củng cố kiến thức toán 12.
Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!
Nội dung Text: Bài tập ôn thi Toán: Nguyên hàm tích phân
- ch−¬ng 4. nguyªn hμm vμ tÝch ph©n 1. Dïng b¶ng tÝch ph©n c¬ b¶n vµ c¸c tÝnh chÊt cña tÝch ph©n, tÝnh: (1 + x) 2 2) ∫ 1) ∫ (a + b ) dx dx x x2 x(1 + x 2 ) dx 4) ∫ 3) ∫ x . x + 2 .dx 25 3 xcos (1 + lnx) 2 1 + tg 2 x sinxdx 6) ∫ ∫ dx 5) 1 + tgx 1 + 2cosx e x dx x + (arccos3x) 2 8) ∫ 2x ∫ dx 7) e +4 1 − 9x 2 dx dx 10) ∫ ∫ 1 + sinx 9) x 1+ x2 (1 − x) 2 dx 1+ x − x2 12) ∫ ∫ dx 11) xx (1 − x 2 ) 3 Gi¶i. 1) ∫ (a + b ) dx = ∫ [(a ) + 2(ab) + ( b ) ]dx x x2 2x x 2x 2(ab) x a 2x b 2x = + + +C lnb 2 lna 2 ln(ab) (1 + x) 2 ⎛1 2⎞ 2) ∫ dx = ∫ ⎜ + 2⎟ dx = ln x + 2arctgx + C. x(1 + x ) ⎝ x 1+ x ⎠ 2 6 15 3 15 3 3) ∫ x . x + 2 .dx = ∫ . x + 2 .d(x + 2) = . .( x + 2) 5 + C 3 25 3 3 36 55 3 ( x + 2) 6 + C . = 18 d(1 + lnx) dx ∫ xcos 2 (1 + lnx) = ∫ cos 4) = tg(1 + lnx) + C. (1 + lnx) 2
- 1 d(1 + 2cosx) sinxdx ∫ = ∫− . = − 1 + 2 cos x + C . 5) 1 + 2cosx 2 1 + 2cosx 1 + tg 2 x d(1 + tgx) ∫ 6) ∫ = 2 1 + tgx + C . dx = 1 + tgx 1 + tgx x + (arccos3x) 2 7) ∫ dx 1 − 9x 2 1 1 1 − = − ∫ (1 − 9 x ) 2 d (1 − 9 x ) − ∫ (arccos 3 x) d (arccos 3 x) 2 2 2 3 18 1 1 =− 1 − 9 x 2 − (arccos 3 x) 2 + C . 9 9 d(e x ) e x dx 1 ex ∫ (e x ) 2 + 2 2 = 2 arctg 2 + C. 8) ∫ 2x = e +4 dx dx dx ∫ 1 + sinx = ∫ ∫ 9) = ⎛π ⎞ ⎛π x⎞ 1 + cos ⎜ − x ⎟ 2cos 2 ⎜ − ⎟ ⎝2 ⎠ ⎝4 2⎠ ⎛π x⎞ − d⎜ − ⎟ ⎛π x⎞ ⎝4 2⎠ =∫ = tg ⎜ − ⎟ + C. ⎛π x⎞ ⎝4 2⎠ cos 2 ⎜ − ⎟ ⎝4 2⎠ ) ( 1⎛ ⎞ dx xdx 1 1 ∫x ∫x ∫ ⎜ x 2 +1 −1 x 2 +1 +1⎟ d x +1 ⎜ − 2 ⎟ 10) = = 2⎝ 1+ x 1+ x 2 2 2 ⎠ x 2 +1 −1 1 +C. = ln 2 x2 +1 +1 Chó ý ta còng cã thÓ tÝnh:
- dx ∫x = 1+ x2 ⎛1⎞ dx d⎜ ⎟ 2 ⎝ x ⎠ = − ln 1 + 1 + ⎛ 1 ⎞ + C = ln x x2 ∫ x2 +1 = −∫ +C ⎜⎟ ⎝x⎠ x 1+ 1+ x 2 2 ⎛ 1⎞ 1+ ⎜ ⎟ x ⎝x⎠ 1+ x − x2 1− x2 x 11) ∫ dx = ∫ dx + ∫ dx (1 − x ) (1 − x ) (1 − x 2 ) 3 23 23 1 d(1 − x 2 ) dx −∫ ∫ = 2 (1 − x 2 ) 3 1− x2 1 +C. = arcsinx + 1− x 2 ⎛ −3 ⎞ 2x 2 − 12x − 6 (1 − x) 2 dx 1 1 − 12) ∫ = ∫⎜ ⎜ x 2 − 2x 2 + x 2 ⎟dx = +C ⎟ xx 3x ⎝ ⎠ 2. Dïng ph−¬ng ph¸p ®æi biÕn tÝnh c¸c tÝch ph©n sau: dx 2) ∫ 1) ∫ x (1 − 2x ) dx 3 43 (x + 1) x xdx sin4xdx 3) ∫ 4) ∫ cos 2 2x + 4 x 4 −1 3x + 5 ∫ 6) ∫ tg x.dx 3 dx 5) x x2 − x 8) ∫ 7) ∫ x a − x .dx dx 3 2 (x − 2) 3 x − 1 dx dx ∫ ∫ x + 1. x 2 9) 10) x − x2 x +1 dx 11) ∫ ∫ dx 12) x(1 + xe x ) 1+ ex x2 −1 x2 −1 13) ∫ 4 14) ∫ 2 dx dx x +1 (x + 5x + 1)(x 2 − 3x + 1)
- Gi¶i. 1 1) ∫ x (1 − 2x ) dx . §Æt t = 1 - 2x4, th× dt = - 8x3dx ⇒ x3dx = - dt. VËy: 3 43 8 13 1 1 ∫ x (1 − 2x ) dx = - 8 ∫ t dt = − 32 t4 + C = - 32 (1 - 2x4)4 + C. 3 43 dx ∫ (x + 1) x . §Æt x = t, th× dx = 2tdt vµ 2) 2tdt dt ∫ (t 2 + 1)t = 2∫ 2 = 2arctgt + C = 2arctg x + C. t +1 xdx ∫ . §Æt t = x2, th× dt = 2xdx. 3) x −1 4 VËy xdx 1 dt 1 1 ∫ ∫ ln t + t − 1 +C = ln x + x − 1 + C = 2 2 4 = 2 2 2 x 4 −1 t 2 −1 sin4xdx ∫ cos 2 2x + 4 . §Æt t = cos2x th× dt = - 2sin2xdx vµ ta cã: 4) sin4xdx 2sin2xcos2 xdx ∫ cos 2 2x + 4 =∫ cos 2 2x + 2 2 1 d(t 2 + 4) 1 tdt =− ∫ 2 −∫ 2 = − ln(t2 + 4) + C = 2 t +2 t + 22 2 2 1 = − ln(cos22x + 4) + C. 2 t2 −5 3x + 5 ∫ dx . §Æt t = 3x + 5 , th× 2tdt = 3dx vµ x = 5) . 3 x Do ®ã: 3x + 5 t 2 dt dx = 2 ∫ 2 ∫ t −5 x t− 5 ⎛ 5⎞ 1 = 2 ∫ ⎜1 + 2 ⎟dt = 2t + 10. +C . ln t −5⎠ t+ 5 ⎝ 25
- 3x + 5 − 5 = 2 3x + 5 + 5 ln + C. 3x + 5 + 5 6) ∫ tg x.dx = ∫ [ tgx(1 + tg2x) - tgx].dx = ∫ tgxd (tgx ) − ∫ tgxdx 3 12 = tg x + ln cos x + C. 2 1 dx = (1 + tg2x)dx vµ do ®ã Chó ý cã thÓ ®Æt t = tgx, th× dt = 2 cos x dt dx = 1+ t 2 7) ∫ x a − x .dx . §Æt t = 3 2 a − x 2 , th× xdx = - tdt vµ x2 = a - t2. VËy: ∫x a − x 2 .dx 3 at 3 t3 1 =∫ (a − t 2 )t ( −tdt ) = ∫ (t 4 − at 2 ) dt = t 5 − + C = (3t 2 − 5a ) + C = 5 3 15 3 x + 2a 2 =− . (a − x 2 ) 3 + C . 15 x −x 2 8) ∫ dx . (x − 2) 3 §Æt t = x - 2, th× dx = dt vµ x2 = t2 + 4t + 4; x2 - x = t2 + 3t + 2. VËy: x2 − x t 2 + 3t + 2 ⎛1 3 2 ⎞ 3 1 ∫ (x − 2) 3 dx = ∫ dt = ∫ ⎜ + 2 + 3 ⎟dt = ln t − + 2 + C 3 t ⎝t t t⎠ t t 1 3 +C = ln x − 2 − + x − 2 (x − 2) 2 3x − 5 = ln x − 2 − +C. (x − 2) 2 x − 1 dx ∫ .. 9) x +1 x2 x −1 u2 +1 4udu x −1 2 §Æt u = , th× u = vµ do ®ã x = , dx = . (1 − u 2 ) 2 x +1 1− u2 x +1
- 4u du x − 1 dx (1 − u 2 ) 2 ∫ = ∫ u. = . VËy x +1 x2 2 ⎛ u2 +1⎞ ⎜1− u2 ⎟ ⎜ ⎟ ⎠ ⎝ 4u 2 du 4 4 ∫ (u 2 + 1) 2 = ∫ u 2 + 1 du − ∫ (u 2 + 1) 2 du ⎛1 u ⎞ 1 + arctgu ⎟ + C = 4arctgu - 4. ⎜ . 2 ⎝ 2 u +1 2 ⎠ 2u = 2arctgu − 2 +C u +1 x −1 x 2 −1 − +C = 2arctg x +1 x dx ∫ 10) . x − x2 2 ⎛1 ⎞ 1 ⎛1 ⎞ V×: x - x = − ⎜ − x ⎟ , nªn ®Æt t = ⎜ − x ⎟ th× dt = - dx vµ ta cã: 2 ⎝2 ⎠ 4 ⎝2 ⎠ dx dt ∫ x − x2 = −∫ = arccos2t + C = arccos(1 - 2x) + C. 2 ⎛1⎞ ⎜ ⎟ −t 2 ⎝2⎠ Còng cã thÓ ®Æt t = x , th× dx = 2tdt vµ x − x 2 = t 1 − t 2 . Do ®ã: dx 2tdt ∫ x − x 2 = ∫ t 1 − t 2 = 2arcsint + C = 2arcsin x + C. x +1 ∫ x(1 + xe dx . §Æt t = 1 + xex, th× dt = (x + 1)exdx, do ®ã: 11) x ) x +1 (x + 1)e x ∫ x(1 + xe x ) dx = ∫ xe x (1 + xe x ) dx = t −1 xe x dt =∫ = ln + C = ln +C t(t − 1) 1 + xe x t
- dx ∫ . §Æt t = 1 + e x , th× exdx = 2tdt vµ ex = t2 - 1. 12) 1+ e x Do ®ã: t −1 dt 2tdt e x dx dx = 2∫ 2 ∫ t(t 2 − 1) = ln +C= ∫ ∫e = = t −1 t +1 1+ ex 1+ ex x 1 + ex −1 +C = ln 1+ ex +1 x2 −1 13) ∫ 4 dx . x +1 1 Chia c¶ tö sè vµ mÉu sè cho x2 vµ ®Æt t = x + , ta tÝnh ®−îc: x x2 −1 x 2 − 2x + 1 1 ∫ x4 +1 +C dx = ln 2 x + 2x + 1 22 x2 −1 14) I = ∫ 2 dx . (x + 5x + 1)(x 2 − 3x + 1) 1 C¸ch 1. Chia c¶ tö sè vµ mÉu sè cho x2 vµ ®Æt t = x + , ta tÝnh ®−îc: x ⎛ 1⎞ ⎜1 − 2 ⎟dx (x 2 − 1)dx 1⎛ 1 1⎞ dt ⎝ x⎠ = = =⎜ − ⎟dt ⎞ (t + 5)(t − 3) 8 ⎝ t − 3 t + 5 ⎠ (x + 1 + 5x)(x + 1 − 3x) ⎛ ⎞⎛ 2 2 1 1 ⎜ x + + 5 ⎟⎜ x + − 3 ⎟ ⎝ x x ⎠⎝ ⎠ VËy: 1 x 2 − 3x + 1 1 t −3 x2 −1 I=∫ 2 + C. + C = ln 2 dx = ln 8 t+5 8 x + 5x + 1 (x + 5x + 1)(x 2 − 3x + 1) C¸ch 2. V×: x2 + 5x +1 vµ x2- 3x +1, lµ c¸c tam thøc bËc hai nªn b»ng ph−¬ng ph¸p hÖ sè bÊt ®Þnh ®Æt: (x 2 − 1) Ax + B Cx + D =2 +2 , ta tÝnh ®−îc: (x + 1 + 5x)(x + 1 − 3x) x + 5x + 1 x − 3x + 1 2 2 2 5 2 3 A=− ;B=− ;C= ;D=− . 8 8 8 8
- (x 2 − 1) 1 2x + 5 1 2x − 3 =− . 2 +.2 VËy: 2 . (x + 1 + 5x)(x 2 + 1 − 3x) 8 x + 5x + 1 8 x − 3x + 1 Tõ ®ã suy ra kÕt qu¶ nh− trªn. 3. Dïng ph−¬ng ph¸p tÝch ph©n tõng phÇn tÝnh c¸c tÝch ph©n sau: 1) ∫ x arctgxdx 2) ∫ (x + 2x + 3)cosxdx 2 2 3) ∫ x lnxdx 4) ∫ (x + 1)e dx − 2x 3 2 5) ∫ e cos3xdx 6) ∫ sin 3 x .dx − 2x arctgx arcsinx ∫x ∫ dx dx 7) 8) (1 + x 2 ) 2 x2 xe arctgx xln(x + 1 + x 2 ) ∫ ∫ dx dx . 9) 10) (1 + x 2 ) 3 1+ x2 Gi¶i. x3 dx 1) ∫ x arctgxdx . §Æt u = arctgx vµ dv = x dx th× du = 2 2 vµ v = , 1+ x 2 3 do ®ã: x3 1 x 3 dx ∫ x arctgxdx = 3 arctgx – 3 ∫ x 2 + 1 2 x3 1 x(x 2 + 1) − x arctgx – ∫ dx = x 2 +1 3 3 x3 1 ⎛ x2 1 ⎞ arctgx – ⎜ − ln(x + 1) ⎟ + C = 2 ⎜2 2 ⎟ = 3 3⎝ ⎠ x3 12 1 arctgx – x + ln(x + 1) + C . 2 = 3 6 6 2) ∫ (x + 2x + 3)cosxdx . 2 §Æt u = x2 + 2x + 3, dv = cosxdx th× du = (2x + 2)dx, v = sinx, do ®ã ∫ (x + 2x + 3)cosxdx = (x2 + 2x + 3)sinx – 2 ∫ (x + 1)sinxdx 2 = (x2 + 2x + 3)sinx + 2 ∫ (x + 1)d(cosx) = (x2 + 2x + 3)sinx + 2[(x + 1)cosx – ∫ cosxdx ]
- = (x2 + 2x + 3)sinx + 2[(x + 1)cosx – sinx] + C = (x + 1)2sinx + 2(x + 1)cosx + C. 3) ∫ x lnxdx . §Æt u = lnx, dv = x3dx , tõ ®ã ta cã: 3 14 1 ∫ x lnxdx = x lnx − x4 + C. 3 4 16 4) ∫ (x + 1)e dx . §Æt u = x2 + 1 vµ dv = e– 2xdx th× du = 2xdx vµ − 2x 2 1 v = − e– 2x. 2 VËy: 1 ∫ (x 2 + 1)e − 2x dx = − e– 2x.(x2 + 1) + ∫ xe − 2x dx 2 ⎛ 1 − 2x ⎞ 1 = − e– 2x.(x2 + 1) + ∫ xd ⎜ − e ⎟ ⎝2 ⎠ 2 1 1 1 = − e– 2x.(x2 + 1) − xe– 2x + ∫ e dx − 2x 2 2 2 1 1 1 = − e– 2x.(x2 + 1) − xe– 2x − e– 2x + C 2 2 4 1 1 = − e– 2x.(x2 + x + ) + C. 2 2 5) ∫ e cos3xdx . − 2x 1 §Æt u = e– 2x vµ dv = cos3xdx th× du = - 2 e– 2xdx vµ v = sin3x. 3 1 – 2x 2 VËy: I = ∫ e cos3xdx = ∫e − 2x − 2x sin3xdx e sin3x + 3 3 1 – 2x 2 = e sin3x + J . 3 3 §Ó tÝnh J ta ®Æt u = e vµ dv = sin3xdx th× du = - 2 e– 2xdx vµ – 2x 1 v = − cos3x. 3 VËy 1 2 − 2x 1 2 J = − e– 2xcos3x − ∫ e cos3xdx = − e– 2xcos3x − I. 3 3 3 3
- 1 – 2x 2 1 2 e sin3x + J vµ J = − e– 2xcos3x − I Tõ hÖ I = 3 3 3 3 1 - 2x ta suy ra I = e (3sin3x - 2cos3x) + C. 13 Chó ý cã thÓ xÐt bµi to¸n tæng qu¸t: ∫ e cosbxdx . − ax 6) ∫ sin 3 x .dx . §Æt t = 3 x th× dx = 3t2dt vµ ta cã: I = ∫ sin 3 x .dx = 3∫ t sint.dt . 2 §Ó tÝnh tÝch ph©n nµy ta ®Æt u = t2 vµ dv = sintdt th× du = 2tdt vµ v = - cost. Do ®ã: ∫ t sint.dt = - t2cost + 2 ∫ tcost.dt = - t2cost + 2 ∫ td(sint) 2 = - t2cost + 2[tsint − ∫ sintdt ] = - t2cost + 2tsint + 2cost = (2 - t2)cost + 2tsint. Do ®ã: ∫ sin x 2 )cos 3 x + 6 3 x .sin 3 x + C. 3 3 x .dx = 3(2 - ⎛ 1⎞ 1 1 arcsinx 1 arcsinx.d ⎜ − ⎟ = − arcsinx + ∫ . ∫ ∫ x 2 dx = .dx 7) x 1− x2 x⎠ ⎝ x ⎛1⎞ d⎜ ⎟ ⎝ x ⎠ = − 1 arcsinx − ln 1 + 1 − 1 + C = 1 = − arcsinx + + ∫ x2 x x 2 x ⎛1⎞ ⎜ ⎟ −1 ⎝x⎠ 1+ 1− x2 1 = − arcsinx − ln +C. x x arctgx ∫ x 2 (1 + x 2 ) dx . 8) 1 dx dx , th× du = §Æt u = arctgx vµ dv = vµ x (1 + x ) 1+ x2 2 2 ⎛1 1⎞ 1 v = ∫⎜ 2 − dx = − − arctgx . 2⎟ 1+ x ⎠ x ⎝x VËy:
- ⎛1 ⎞ dx arctgx ⎛1 ⎞ dx = arctgx ⎜ − − arctgx ⎟ + ∫ ⎜ + arctgx ⎟ ∫ x 2 (1 + x 2 ) ⎠1+ x 2 ⎝x ⎝x ⎠ ⎛1 x⎞ ⎛1 ⎞ = arctgx ⎜ − − arctgx ⎟ + ∫ ⎜ − 2 ⎟dx + ∫ arctgx.d(arctgx) = ⎝ x x +1⎠ ⎝x ⎠ 1 1 1 = − arctgx - (arctgx)2 +ln x – ln(x2 + 1) + (arctgx)2 + C = x 2 2 x 1 1 − arctgx − (arctgx)2 + C. = ln 1+ x2 x 2 xe arctgx ∫ dx . 9) (1 + x 2 ) 3 §Ó tÝnh tÝch ph©n nµy ta ®Æt u = arctgx tøc lµ x = tgu. Khi ®ã: 3 3 du 1 (1 + x ) = (1 + tg u) = 2 2 2 2 3 , dx = . cos 2 u cos u Suy ra: xe arctgx tgu.e u .cos 3 u sinu − cosu u ∫ dx = ∫ .du = ∫ e u .sinu.du = .e + C . 2 cos u 2 (1 + x 2 ) 3 x 1 Nh−ng ta cã: sinu = ; cosu = , nªn suy ra: 1+ x2 1+ x2 xe arctgx x −1 ∫ dx = earctgx + C. (1 + x ) 23 2 1+ x 2 xln(x + 1 + x 2 ) ∫ dx . 10) 1+ x 2 xdx 1 + x 2 ) vµ dv = §Æt u = ln(x + . 1+ x2 dx 1+ x2 . Suy ra du = vµ v = 1+ x 2 Tõ ®ã: xln(x + 1 + x 2 ) ∫ dx = 1 + x 2 . ln(x + 1 + x 2 ) - x + C. 1+ x 2
- 4. TÝnh c¸c tÝch ph©n sau: x2 +1 x2 + x 2) ∫ 4 1) ∫ 6 dx dx x + x2 +1 x +1 x5 − x x 2 −1 4) ∫ 8 3) ∫ 4 dx dx x +1 x + x3 + x2 + x +1 x4 +1 1 ∫ x 6 x 2 + 1 dx 5) ∫ 6 dx ( ) 6) x +1 x 3n −1 1 8) ∫ 2n 7) ∫ 4 dx , (n lµ sè tù nhiªn). dx (x + 1) 2 x + x2 +1 cos 4 x dx ∫ 9) ∫ dx 10) sin 3 x sin 3 x.cos 5 x Gi¶i. 1) Ta cã: x2 + x dx 3 dx 2 1 1 1 1 dt ∫ x6 +1 dx = ∫ +∫ = arctgx 3 + ∫ 3 () () . 2 t +1 3 x3 2 +1 2 x2 3 +1 3 dt Ta tÝnh riªng tÝch ph©n: ∫ 3 . t +1 Ph©n tÝch: 1 t−2 1 ⎛ 1 2t − 1 ⎞ 1 3 11 11 1 =. − .2 =. − .⎜ . 2 − .2 ⎟. t +1 3 t + 1 3 t − t +1 3 t + 1 3 ⎝ 2 t − t + 1 2 t − t +1⎠ 3 V× vËy dt ∫ t3 +1 = ⎛ 1⎞ d⎜ t − ⎟ 1 1 1 1 1 ⎝ 2⎠ ln t + 1 − ln t 2 − t + 1 + ∫ = ln t + 1 − ln t 2 − t + 1 2 ⎛ 1 ⎞2 ⎛ 3 ⎞2 3 6 3 6 t− ⎟ +⎜ ⎟ ⎜ ⎝ 2⎠ ⎜ 2 ⎟ ⎝ ⎠ 2t − 1 1 + C. arctg + 3 3
- VËy: ( )2 2x 2 − 1 x2 +1 x2 + x 1 1 1 ∫ x6 +1 + +C. dx = arctgx 3 + ln 4 arctg 12 x − x 2 + 1 2 3 3 3 x2 +1 2) ∫ 4 dx . x + x2 +1 ⎛ 1⎞ 1 Chia c¶ tö vµ mÉu cho x2, sau ®ã ®Æt t = x − ⇒ dt = ⎜1 + 2 ⎟dx , ®ång thêi ta x ⎝ x⎠ 1 còng cã x2 + 1 + 2 2 = t + 3. x VËy: ⎛ 1⎞ ⎜1 + 2 ⎟dx x +1 x2 −1 2 dt 1 t 1 ⎝ x⎠ = ∫ x 4 + x 2 + 1 dx = ∫ 2 ∫ t 2 + 3 = 3 arctg 3 + C = 3 arctg x 3 + C 1 x +1+ 2 x x 2 −1 3) ∫ 4 dx . x + x3 + x2 + x +1 ⎛ 1⎞ 1 Chia c¶ tö vµ mÉu cho x2, sau ®ã ®Æt t = x + ⇒ dt = ⎜1 − 2 ⎟dx , ®ång thêi x ⎝ x⎠ ta còng cã 2 11⎛ 1⎞ ⎛ 1⎞ x2 + x +1+ + 2 = ⎜ x + ⎟ − 2 + ⎜ x + ⎟ +1 = t 2 + t −1. xx x⎠ x⎠ ⎝ ⎝ VËy: ⎛ 1⎞ 1 5 d⎜ t + ⎟ t+ − x −1 2 dt 1 ⎝ 2⎠ 2 2 +C ∫ x 4 + x 3 + x 2 + x + 1 dx = ∫ t 2 + t − 1 = ∫ = ln 2 1 5 5 ⎛ 5⎞ 2 ⎛ 1⎞ ⎜ t+ + 2. ⎟ ⎜t + ⎟ −⎜ ⎝ 2⎠ ⎝ 2 ⎟ 2 2 2 ⎠ hay x 2 −1 2x 2 + x − 5x + 2 1 ∫ x4 + x3 + x2 + x +1 +C. dx = ln 5 2x 2 + x + 5x + 2 x5 − x 4) ∫ 8 dx . x +1
- x5 − x x4 −1 1 t 2 −1 §Æt t = x , th× dt = 2xdx. Do ®ã ∫ 8 dx = ∫ 8 xdx = ∫ 4 2 dt . x +1 x +1 2 t +1 B»ng c¸ch chia c¶ tö vµ mÉu cho t2 vµ lµm t−¬ng tù nh− trªn ta ®−îc: x5 − x x 4 − 2x 2 + 1 1 ∫ x8 + 1 dx = +C . ln 4 x + 2x 2 + 1 42 x4 +1 5) ∫ 6 dx . ViÕt x4 + 1 = (x4 - x2 + 1) + x2, ta t¸ch thµnh hai tÝch ph©n: x +1 x4 +1 x4 − x2 +1 x 2 dx 1 ∫ x 6 + 1 dx = ∫ ( x 2 + 1)( x 4 − x 2 + 1) dx + ∫ ( x 3 ) 2 + 1 = arctgx + 3 arctgx + C . 3 1 ∫ x (x ) dx . 6) +1 6 2 1 dt §Æt x = ⇒ dx = − . t2 t VËy: t 6 dt t 6 dt 1 ∫ x 6 x 2 + 1 dx = − ∫ = −∫ ( ) . t2 +1 ⎛ 1⎞ t 2 ⎜1 + 2 ⎟ ⎝ t⎠ Ta ph©n tÝch hµm sè d−íi dÊu tÝch ph©n nh− sau: t6 +1−1 4 2 t6 1 =2 = t − t +1− 2 . t +1 t +1 t +1 2 Tõ ®ã ta cã: t5 t3 1 1 1 1 1 ∫ x 6 x 2 + 1 dx = − 5 + 3 − t + arctgt + C = − 5x 5 + 3x 3 − x + arctg x + C . ( ) 1 ∫x dx . Ta cã: 7) + x2 +1 4 1 ⎛ x +1 x −1 ⎞ 2x + 1 2x − 1 1 1 1 =⎜2 −2 ⎟= + − + x + x + 1 2 ⎝ x + x + 1 x − x + 1 ⎠ 4(x + x + 1) 4(x + x + 1) 4(x − x + 1) 4(x − x + 1) 4 2 2 2 2 2 1 x2 + x +1 1 1 x3 VËy: ∫ 4 dx = ln 2 + +C. arctg x + x2 +1 4 x − x +1 2 3 1− x2 a+b (Chó ý lµ ta cã c«ng thøc arctga + arctgb = arctg ). 1 − ab
- x 3n −1 8) ∫ 2n dx ( n lµ sè tù nhiªn). (x + 1) 2 1 2n 1 n −1 3 n −1 §Æt xn = t, th× nx dx = dt ⇒ x dx = x dt = t 2 dt . n n VËy: x 3n −1 1 tdt ∫ ( x 2n + 1) 2 dx = n ∫ t. (t 2 + 1) 2 . §Ó tÝnh tÝch ph©n nµy ta dïng ph−¬ng ph¸p tÝch ph©n tõng phÇn b»ng c¸ch ®Æt nh− sau: ⎧ ⎧ du = dt u=t ⎪ tdt ⎪ 1 = dv ⇒ ⎨v = − 2 ⎨ . ⎪ (t + 1) ⎪ 2(t + 1) 2 2 ⎩ ⎩ Tõ ®ã: 1⎛ 1 dt ⎞ x 3n −1 1⎛ t ⎞ 1 tdt t ∫ ( x 2n + 1) 2 dx = n ∫ t. (t 2 + 1) 2 = n ⎜ − 2(t 2 + 1) + 2 ∫ t 2 + 1 ⎟ = − 2n ⎜ t 2 + 1 − arctgt ⎟ + C ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ 1 ⎛ xn n⎞ = − ⎜ 2n ⎜ x + 1 − arctgx ⎟ + C . ⎟ 2n ⎝ ⎠ cos 4 x 9) ∫ dx = ∫ cos 3 x. sin −3 x.d (sin x ) . 3 sin x §Æt u = cos3x, dv = sin- 3xdx th× 1 −2 du = - 3cos2x.sinx.dx vµ v = − sin x . 2 Do ®ã: cos 4 x cos 3 x 3 cos 2 x ∫ sin 3 x dx = − 2 sin 2 x − 2 ∫ sin 2 x . sin x.dx cos 3 x 3 1 − sin 2 x 2 sin 2 x 2 ∫ sin x =− − dx cos 3 x 3 dx 3 −∫ + ∫ sin xdx = =− 2 2 sin x 2 sin x 2 cos 3 x 3 3 x − − ln tg − cos x + C 2 2 sin x 2 2 2
- dx ∫ 10) sin 3 x.cos 5 x dx dx (sin 2 x + cos 2 x)dx dx + = = = Ta cã: sin 3 xcos 5 x sin 3 xcos5 x 3 5 3 5 sin xcos x sin xcos x sin 4 x cos 4 x 1 3 dx dx − = (tgx) 2 d(tgx) + (tgx) 2 d(tgx) . = + cos 2 x cotgx cos 2 x tg 3 x Tõ ®ã suy ra: dx 3 1 2 2 − ∫ sin 3 x.cos 5 x = 3 (tgx) − 2(tgx) 2 + C = 3 tgx tgx − 2 cotgx + C . 2 5. TÝnh c¸c tÝch ph©n sau: π π 1 + sinx 4 2 1) ∫ ln 2) ∫ ln (1 + tgx)dx dx 1 + cosx 0 0 1 1 dx 4) ∫ (arccotgx − arctgx)dx 3) ∫ x (e + 1)(x 2 + 1) −1 0 Gi¶i. π π π 1 + sinx 2 2 2 1) ∫ ln dx = ∫ ln(1 + sinx)dx − ∫ ln(1 + cosx)dx = I − J . 1 + cosx 0 0 0 π − t , thÕ th× dx = - dt, 1 + sinx = 1 + cost vµ ta cã: §Ó tÝnh I ta ®Æt x = 2 π π π 0 2 2 2 I = ∫ ln(1 + sinx)dx = ∫ ln(1 + cost)(−dt) = ∫ ln(1 + cost)dt = ∫ ln(1 + cosx)dx = J . π 0 0 0 2 Suy ra: π 1 + sinx 2 ∫ ln 1 + cosx dx = 0 0
- π 4 π π π 2) I = ∫ ln (1 + tgx)dx . §Æt x = − t , th× khi x = 0 th× t = cßn khi x = th× 4 4 4 0 1 − tgt 2 ⎛π ⎞ t = 0, ®ång thêi 1 + tgx = 1 + tg ⎜ − t ⎟ = 1 + = vµ dx = - dt. 1 + tgt 1 + tgt ⎝4 ⎠ VËy: π π ⎛2⎞ 0 4 4 π I = ∫ ln (1 + tgx)dx = − ∫ ln⎜ ⎜ 1 + tgt ⎟dt = ∫ [ln 2 − ln(1 + tgt)]dt = ln2 − I . ⎟ 4 ⎠ ⎝ π 0 0 4 Tõ ®ã suy ra: π 4 π I = ∫ ln (1 + tgx)dx = ln2 . 8 0 1 dx ∫ (e 3) . + 1)(x 2 + 1) x −1 §Æt x = - t, th× khi x = - 1 ta cã t = 1, cßn khi x = 1 th× t = - 1, ®ång thêi et +1 x dx = - dt vµ e + 1 = . et Khi ®ã: −1 1 1 (e t + 1 − 1)dt e t dt dx ∫ (e x + 1)(x 2 + 1) = − ∫ (e t + 1)(t 2 + 1) = −∫1 (e t + 1)(t 2 + 1) −1 1 1 1 dt dt =∫ 2 −∫ t = t + 1 −1 (e + 1)(t 2 + 1) −1 ⎛ π⎞ π π 1 − I ⇒ 2I = ⎜− ⎟ = . = arctgt - −1 ⎝ 4⎠ 4 2 1 dx π ∫1 (e x + 1)(x 2 + 1) = 4 . VËy I = − 1 4) ∫ (arccotgx − arctgx)dx . 0 1 1 x π 1 21 Ta cã: I = ∫ arccotgx.dx = x.arcctgx 0 + ∫ 1 dx = + ln(1 + x ) 0 1+ x 2 4 2 0 0
- π 1 = + ln2. 4 2 1 π 1 T−¬ng tù J = ∫ arctgx.dx = – ln2 . 4 2 0 1 VËy: ∫ (arccotgx − arctgx)dx = ln 2 0 6. TÝnh giíi h¹n sau: 1 ⎡ 12 n2 ⎤ 22 + + ... + lim ⎢ ⎥ n → ∞ n2 n +1 n+2 n + n⎦ ⎣ Gi¶i. ⎡⎛ 1 ⎞2 ⎛ 2 ⎞2 ⎛n⎞ ⎤ 2 ⎢⎜ ⎟ ⎜⎟ ⎜ ⎟⎥ 1 ⎡ 12 n 2 ⎤ 1 ⎢⎝ n ⎠ 22 ⎝ n ⎠ + ... + ⎝ n ⎠ ⎥ §Æt un = n 2 ⎢ n + 1 + n + 2 + ... + n + n ⎥ = n .⎢ n + 1 + n + 2 n+n⎥ = ⎣ ⎦ ⎢n n⎥ n ⎣ ⎦ ⎡⎛ 1 ⎞2 ⎛ 2 ⎞2 ⎛n⎞ ⎤ 2 ⎢⎜ ⎟ ⎜⎟ ⎜ ⎟⎥ ⎢ ⎝ n ⎠ + ⎝ n ⎠ + ... + ⎝ n ⎠ ⎥. 1 = ⎢ n⎥n 1 2 1+ 1+ 1+ ⎥ ⎢ n⎦ n n ⎣ x2 C¸c sè h¹ng trong tæng trªn lµ gi¸ trÞ cña hµm sè f(x) = t¹i c¸c ®iÓm 1+ x 1 2 n , ..., x n = = 1 . x1 = , x2 = n n n Râ rµng c¸c ®iÓm nµy chia ®o¹n [0, 1] thµnh n ®o¹n b»ng nhau víi 1 ®é dµi mçi ®o¹n lµ Δ x = . n 2 x Hµm sè f(x) = lµ kh¶ tÝch trªn ®o¹n [0, 1] nªn suy ra: 1+ x 1 1 x2 1 ⎡ 12 n2 ⎤ ⎛ 1⎞ 22 ⎥ = nlim u n = ∫ 1 + x dx = ∫ ⎜ x − 1 + x + 1 ⎟dx + + ... + lim 2 ⎢ ⎣n +1 n + 2 n + n⎦ 0⎝ ⎠ n→∞n →∞ 0 1 ⎛ x2 ⎞ 1 = ⎜ − x + ln( x + 1) ⎟ = ln 2 − ⎜2 ⎟ . 2 ⎝ ⎠ 0
- 7. Chøng minh r»ng: π 2 2 3 3 cotgx 1 2) ∫ (lnx) dx ≤ ∫ lnxdx ≤∫ dx ≤ 2 1) 12 π x 3 1 1 4 Gi¶i. ⎡π π ⎤ cotgx trªn ®o¹n ⎢ , ⎥ ta cã 1) XÐt hµm sè f(x) = x ⎣4 3⎦ 1 − .x − cot gx ⎛π π ⎞ x + sin x cos x sin 2 x ==− < 0 , víi mäi x ∈ ⎜ , ⎟ . f'(x) = 2 2 2 ⎝4 3⎠ x sin x x ⎡π π ⎤ VËy f(x) nghÞch biÕn trªn ⎢ , ⎥ , do ®ã: ⎣4 3⎦ 3 cotgx 4 ⎛π ⎞ ⎛π π ⎞ ⎛π⎞ ≤ ≤. f ⎜ ⎟ ≤ f(x) ≤ f ⎜ ⎟ , víi mäi x ∈ ⎜ , ⎟ , tøc lµ: π π x ⎝3⎠ ⎝4⎠ ⎝4 3⎠ Tõ ®ã suy ra: π π 4 ⎛π π ⎞ 3 ⎛π π ⎞ 3 3 cotgx 3 cotgx 1 ∫x ≤∫ dx ≤ ⎜ − ⎟ hay ⎜ − ⎟≤ dx ≤ . π ⎝3 4⎠ π ⎝3 4⎠ 12 π x 3 π 4 4 2 2 2) ∫ (lnx) dx ≤ ∫ lnxdx . 2 1 1 Víi mäi x ∈ (1, 2) th×: ln1 < lnx < ln2 < lne ⇔ 0 < lnx < 1 ⇒ (lnx)2 < lnx. Tõ ®ã: 2 2 ∫ (lnx) dx ≤ ∫ lnxdx . 2 1 1 8. Chøng minh r»ng nÕu hµm sè f''(x) liªn tôc trªn ®o¹n [a, b] th×: b ∫ xf ′′ (x)dx =[bf ′ (b) − f(b)] − [af ′ (a) − f(a)] a Gi¶i. C¸ch 1. XÐt hµm sè F(x) = xf'(x) - f(x), ta cã: F'(x) = f'(x) + xf''(x) - f'(x) = xf''(x). Nh− vËy F(x) lµ mét nguyªn hµm cña xf''(x). Do ®ã:
- b ∫ xf ′′ (x)dx = (xf ′( x) − f ( x)) = [bf ′ (b) − f(b)] − [af ′ (a) − f(a)] . b a a C¸ch 2. Dïng tÝch ph©n tõng phÇn. b b b ∫ xf ′′ (x)dx = ∫ xd[f ′ (x)] = xf ′ (x) − ∫ f ′( x)dx = bf ′ (b) − f(b) − f ( x) b = b a a a a a = [bf ′ (b) − f(b)] − [af ′ (a) − f(a)] 9. Chøng minh r»ng nÕu hµm sè f(x) liªn tôc trªn ®o¹n [a, b] th×: b 1 ∫ f(x)dx =(b − a)∫ f [a + (b − a)x]dx a 0 Gi¶i. §Æt x = a + (b - a)t, th× dx = (b - a)dt, khi x = a th× t = 0 vµ khi x = b th× t = 1. VËy: b 1 1 ∫ f(x)dx = ∫ f [a + (b − a)t](b - a)dt = (b − a)∫ f [a + (b − a)t]dt = a 0 0 1 = (b − a)∫ f [a + (b − a)x]dx 0 10. Chøng minh r»ng: π π π 2 π ∫ xf(sinx)dx = 2∫ f(sinx)dx = π ∫ f(sinx)dx 0 0 0 Gi¶i. §Æt x = π - t th× π 0 π π ∫ xf(sinx)dx =∫ (π − t)f(sint)(−dt) = π ∫ f(sint)dt − ∫ tf(sint)dt 0 π 0 0 π π π Suy ra ∫ xf(sinx)dx = 2∫ f(sinx)dx . 0 0 §Ó tÝnh tÝch ph©n thø hai nµy ta t¸ch thµnh hai tÝch ph©n nh− sau: π π π 2 ∫ f(sinx)dx = ∫ f(sinx)dx + ∫ f(sinx)dx . π 0 0 2 π π §Æt x = π - t th× khi x = th× t = , cßn khi x = π th× t = 0. 2 2
CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD
-
Bài tập giải tích 12 - Nguyên hàm, tích phân
25 p | 818 | 270
-
Tóm tắt lí thuyết Toán 12: Tốt nghiệp THPT và ôn thi Đại học - Nguyễn Thanh Nhàn (THPT Ngô Gia Tự)
85 p | 588 | 100
-
BÀI TẬP ÔN HỌC KỲ 2 MÔN TOÁN
56 p | 310 | 88
-
Bài tập nguyên hàm tích phân sử dụng công thức
2 p | 347 | 74
-
Tài liệu ôn môn Toán khối lớp 10 (không chuyên Toán) - Nguyễn Tuấn Ngọc
64 p | 294 | 73
-
Một số dạng bài tập về số phức - Nguyễn Trung Kiên
12 p | 290 | 71
-
Đề cương ôn thi Toán học kỳ 1 lớp 11 - Nguyễn Công Mậu
4 p | 208 | 20
-
MỘT SỐ BÀI TẬP CÓ GỢI Ý NGUYÊN HÀM VÀ TÍCH PHÂN NGUYÊN
8 p | 335 | 14
-
Các bài tập Toán ôn thi tốt nghiệp 12 - Sở GD & ĐT Bến Tre
24 p | 196 | 13
-
Phiếu bài tập cuối tuần môn Toán lớp 2 năm học 2020-2021 - Trường Tiểu học Nguyễn Văn Bá (Tuần 27)
6 p | 66 | 6
-
Đề cương ôn tập HK2 môn Toán 9 năm 2019-2020 - Trường THCS Nguyễn Đức Cảnh
18 p | 32 | 5
-
Câu hỏi và bài tập trắc nghiệm toán 12: Phần 1
232 p | 36 | 5
-
Đề cương ôn tập học kì 1 môn Toán 8 năm 2018-2019 - Trường THCS&THPT Võ Nguyên Giáp
11 p | 48 | 4
-
Phiếu bài tập cuối tuần môn Toán lớp 2 năm học 2020-2021 - Trường Tiểu học Nguyễn Văn Bá (Tuần 22)
2 p | 36 | 3
-
Đề cương ôn tập học kì 1 môn Toán 6 năm 2018-2019 - Trường THCS&THPT Võ Nguyên Giáp
9 p | 27 | 3
-
Đề thi Toán lớp 12 năm học 2018-2019 (Mã đề 275)
6 p | 19 | 2
-
Đề cương ôn tập HK1 môn Toán 7 năm 2020-2021 - Trường THCS Nguyễn Đức Cảnh
10 p | 27 | 2
Chịu trách nhiệm nội dung:
Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA
LIÊN HỆ
Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM
Hotline: 093 303 0098
Email: support@tailieu.vn