Bài tập tính tích phân bất định có lời giải

Nội dung 1 – Tích phân bất định. 2 – Tích phân xác định. 3 – Tích phân suy rộng. 4 – Ứng dụng của tích phân. I. Tích phân bất định Hai nguyên hàm sai khác nhau một hằng số. [ ] [ ]f x dx F x C  Định nghĩa Hàm số y = F[x] được gọi là nguyên hàm của hàm hàm trong [a,b], nếu y = F[x] liên tục, có đạo []y f x tại mọi điểm thuộc đoạn [a,b] và . ' [ ] [ ]F x f x Tập hợp tất cả các nguyên hàm của y = f[x] được gọi là tích phân bất định của hàm y = f[x], ký hiệu I. Tích phân bất định   ' 1. [ ] [ ]f x dx f x  Tính chất   2. [ ] [ ]d f x dx f x dx  3. Nếu f[x] là hàm khả vi, thì ' [ ] [ ]f x dx f x C  4. Nếu f[x] là hàm khả vi, thì [ ] [ ]df x f x C  5. [ ] [ ] f x dx f x dx      6. [ ] [ ] [ ] [ ] f x g x dx f x dx g x dx      1. sinh coshxdx x c  Tích phân của một số hàm cơ bản 2 2. tanh cosh dx xc x   cosh sinhxdx x c  2 coth sinh dx xc x     22 1 3. arctan dx x c aa xa    22 4. arcsin arccos dx x x cc aa ax       22 22 5. ln dx x x a C xa     0a  Phương pháp đổi biến ' [] [ [ ]] [ ] [ ] tx f x x dx f t dt      Nếu tồn tại hàm hợp và hàm liên tục [ [ ]]fx  []tx   trên đoạn [a,b] và khả vi trong khoảng [a,b], thì Nếu tồn tại hàm hợp của hàm , thì []tx   1 []xt    1 ' [] [ ] [ [ ]] [ ] xt f t dt f x x dx       1 ' [] [ ] [ [ ]] [ ] tx f x dx f t t dt       Ví dụ Tính sin dx I x   sin dx I x   2 sin sin xdx x   1 2 1 1       dt dt tt Ví dụ Tính 2 ln[arccos ] 1 arccos x dx I xx    2 cos 1 cos dx x    2 1 dt t    ln tan 2     x C 1 1 cos ln 2 1 cos       x C x ln[arccos ]tx 2 1 arccos dx dt xx    2 ln[arccos ] 1 arccos x dx I xx    2 2 t tdt C      2 1 ln arccos 2 xC Phương pháp tích phân từng phần. Giả sử hai hàm liên tục trên đoạn [a,b] [ ], [ ]u u x v v x và khả vi trong khoảng [a,b]. Nếu tồn tại , thì tồn tại . Ngoài ra: ' v u dx  ' u v dx  '' u vdx u v v u dx      u dv u v v du       Phương pháp tích phân từng phần.   [ ]ln n P x ax dx  đặt   ln dx u ax du x    [ ] [ ] nn dv P x dx v P x dx    [] ax n P x e dx  [ ] cos n P x ax dx  [ ] sin n P x ax dx  đặt [] n u P x dv  phaàn coøn laïi. [ ] arcsin n P x ax dx  [ ] arccos n P x ax dx  [ ] arctan n P x ax dx    []arccot n P x ax dx  Ví dụ Tính 2 arccosI xdx  arccosux 2 1 dx du x    Đặt 2 2 2arccos arccos 1 xdx u x du x      dv dx v x   2 2 2 arccos arccos 1 xx I x x dx x       2 1 arccosx x I 2 1 1 arccosI x x dx     2 1 xdx dv x   2 2 1 1 xdx v x C x         2 2 1 arccosx x x C     Tích phân của hàm hữu tỷ [] [] n m Px dx Qx  các đa thức bậc n và m với hệ số thực. , nm PQ 1. Chia tử cho mẫu, đưa về tích phân phân thức đúng. 2. [Đại số]. Mẫu là đa thức với hệ số thực, phân tích ra thừa số bậc nhất và bậc hai.         1 1 22 1 1 1 [ ] v k tt s s m k v v Q x x a x a x p x q x p x q        [...].. .Tích phân của hàm hữu tỷ 3 Phân tích: Pn [ x]  Qm [ x]  x  a 1 Pn [ x]  s1 x 2  p1x  q1 As1 A1 A2    2  x  a1   x  a1   x B1 x  C1 2  p1x  q1 B2 x  C2   x 2  p1 x  q1  x  a1   2   s1  t1  x Bt1 x  Ct1 2  p1x  q1  t1 4 Qui đồng, đồng nhất hai vế, giải tìm các hệ số 5 Đưa tích phân cần tính về các tích phân cơ bản sau Tích phân của hàm hữu tỷ... 6arctan 6 x  C  6 t dt  6 2 6 2 t [1  t ] t 1 2 6 4 5 Tích phân của hàm vô tỷ: Tích phân Euler   x, ax 2  bx  c dx R   a  0, b2  4ac  0 Cách giải: Đổi biến Euler a  0 : ax 2  bx  c   ax  t c  0 : ax  bx  c   xt  c 2 ax  bx  c  [ x  x1 ]t 2 Trong đó x1 là một nghiệm thực của ax  bx  c  0 2 Ví dụ Tính I  Tích phân Euler: 1  1  x  x2 x 1  x  x2 dx 1  x  x  tx...  Tích phân của hàm vô tỷ: Tích phân Trêbưsev  x m  ax n  p  b dx a, b: số thực, m, n, p: hữu tỷ, tất cả các số khác 0 Trường hợp 1: p là số nguyên Đặt x  t , với N là BSC nhỏ nhất của mẫu của m và n N m 1 Trường hợp 2: là số nguyên n n s Đặt ax  b  t , với s là mẫu của p m 1 Trường hợp 3:  p là số nguyên n n s Đặt a  bx  t , với s là mẫu của p Ví dụ I  Tính dx x 23 [ x  2] I x Tích. .. 1][cosh xdx] 2 2 6 3 6 3   t 2 [t 2  1]dt  t  t  C  sinh x  sinh x  C 6 3 6 3 Tích phân của hàm lượng giác a1 sin x  b1 cos x I dx a sin x  b cos x  Phân tích a1 sin x  b1 cos x  A  a sin x  b cos x   B  a sin x  b cos x  '  [ Aa  Bb]cos x  [ Ab  aB]sin x  Ab  aB  a1 Đồng nhất hai vế:  giải tìm A, B  Aa  Bb  b1 ' A[a sin x  b cos x] dx I    Bdx a sin x  b cos x...  sin x,cos x dx Trong đó: R[u,v] là hàm hữu tỷ theo biến u, v  x Cách giải chung: đặt t  tan   , x    ,   2 dt  x  2arctan t  dx  2 2 1 t 2 2t 1 t Tích phân hàm sin x  ,cos x  1 t2 1 t2 hữu tỷ  2t 1  t 2  dt  R  sin x,cos x dx  2 R  1  t 2 , 1  t 2  1  t 2   Trong nhiều trường hợp, cách giải trên rất cồng kềnh Ví dụ Tính dx I  3sin x  4cos x  5 Đổi biến:... 1 4 x dx x 3 Tích phân Trêbưsev: I   x 1/ 2 1  x  1/ 4 1/ 3 dx m  1 1/ 2  1   2 Z m  1/ 2, n  1/ 4, p  1/ 3  n 1/ 4 BSCNN của mẫu m, n là 4 Đổi biến: 1  x 1/ 4 I x 1/ 2  x  t  x 3  1/ 4 1 / 4 1/ 3 3/ 4  1 x  2 x  1 3/ 4  t  1  x dx  3t 2 dt 4 3/ 4 3 dx   x 1/ 4  I  4 t  1 t  3t dt  4 3t  3t dt 3 6 3   1/ 4 1/ 3 1 x x 3/ 4 dx Tích phân của hàm lượng... 23 [ x  2] I x Tích phân Trêbưsev: 3 2 x 3 5 2  5/ 3 dx m 1 2  1 5  p   2  Z m  2, n  3, p  5/ 3  n 3 3 3 Đổi biến: 1  2x  t 3 4  6 x dx  3t dt 2 5 / 3  x 2 3  x  2  4 I   x x x  3  x dx   x  3   x   x  3 t 2 1 t  1 5  t  dt   1  t 3 dt 4 2 2 2 4 5 3   3   5 / 3 4 x dx Ví dụ I  Tính 3  dx x 1 6 x Tích phân Trêbưsev: I   x...  Ax  Bx  C 1 2 Đạo hàm hai vế [*] '  P  P2 4 x  8x  1   2 2 2 [ x  1] [ x  1]  Q1  Q2 2 Đồng nhất hai vế, tìm A, B, C, a, b, c Tích phân của hàm vô tỷ    ax  b  q1  x, R     cx  d    p1 p2  ax  b  q 2 ,   cx  d  ax  b Cách giải: đổi biến t  , cx  d n n là Bội số chung nhỏ nhất của q1 , q2 ,  dx ,    Ví dụ I  Tính dx 2x 1  4 2x 1 Đổi biến: 2 x  1 ... x 2  1]  [ Ex  F ][ x  1] 2 Thay x = 1, tìm được B = -1 Thay x = -1, cân bằng phần thực, ảo: E = -2, F = 4 Đạo hàm 2 vế, chỉ quan tâm số hạng khác 0 khi x = i Thay x = i, tìm được C= -2, D = -1 Tích phân của hàm hữu tỷ: Phương pháp Ostrogradskii P[ x] P [ x] P2 [ x] 1  Q[ x] dx  Q [ x]   Q [ x] dx 1 2 [*] Q2 [ x] đa thức chỉ có nghiệm đơn là nghiệm của Q[x], Q[ x] Q1 [ x]  Q2 [ x] P [ x],... x    ,   dt  dx  2 1 t2 2t 1 t sin x  ,cos x  2 1 t 1 t2 2 dt dt  2 2 I  2 2 2 t  6t  9 6t  4[1  t ]  5[1  t ] 2 2  2 [t  3] d [t  3]  C  C t 3 tan[ x / 2]  3 2 Tích phân của hàm lượng giác  R  sin x,cos x dx 1] R   sin x,cos x    R  sin x,cos x      ,  đặt t  cos x, x    2 2 2] R  sin x,  cos x    R  sin x,cos x  đặt 3] R   sin x, . Tích phân bất định. 2 – Tích phân xác định. 3 – Tích phân suy rộng. 4 – Ứng dụng của tích phân. I. Tích phân bất định Hai nguyên hàm sai khác nhau một hằng số. [ ] [ ]f x dx F x C  Định. ]F x f x Tập hợp tất cả các nguyên hàm của y = f[x] được gọi là tích phân bất định của hàm y = f[x], ký hiệu I. Tích phân bất định   ' 1. [ ] [ ]f x dx f x  Tính chất   2. [ ] [. q            4. Qui đồng, đồng nhất hai vế, giải tìm các hệ số. 5. Đưa tích phân cần tính về các tích phân cơ bản sau. Tích phân của hàm hữu tỷ.    1 1 ,1 [] 1. 1 nn dx Cn xa n

Xem thêm: giải tích chuyên đề tích phân bất định, giải tích chuyên đề tích phân bất định

Chủ Đề