Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Giáo dục - Đào tạo Trung học phổ thông Lớp 12 Chuyên đề tích phân và ứng dụng...

Tài liệu Chuyên đề tích phân và ứng dụng

.DOC
9
75
77

Mô tả:

TÍCH PHAÂN VAØ ÖÙNG DUÏNG TOÙM TAÉT GIAÙO KHOA Chuyeân ñeà 13: I. Baûng tính nguyeân haøm cô baûn: Baûng 1 Haøm soá f(x) a ( haèng soá) x 1 x ax Baûng 2 Hoï nguyeân haøm F(x)+C ax + C x 1 C  1 Haøm soá f(x) Hoï nguyeân haøm F(x)+C (ax  b ) ln x  C 1 ax  b 1 (ax  b) 1 C a  1 1 ln ax  b  C a ex ax C ln a ex  C sinx -cosx + C sin(ax+b) cosx Sinx + C cos(ax+b) 1 cos2 x tgx + C 1 cos (ax  b) 1  cos(ax  b)  C a 1 sin(ax  b)  C a 1 tg(ax  b)  C a 1 sin 2 x -cotgx + C 1 sin (ax  b) 1  cot g(ax  b)  C a u' ( x ) u( x ) ln u( x )  C 1 x  a2 1 xa ln C 2a x  a tgx  ln cos x  C 1 ln x  x 2  a 2  C 2 2 2 2 x a cotgx 1 ax  b e C a eax  b 2 ln sin x  C Phöông phaùp 1:  Phaân tích tích phaân ñaõ cho thaønh nhöõng tích phaân ñôn giaûn coù coâng thöùc trong baûng nguyeân haøm cô baûn  Caùch phaân tích : Duøng bieán ñoåi ñaïi soá nhö muõ, luõy thöøa, caùc haèng ñaúng thöùc ... vaø bieán ñoåi löôïng giaùc baèng caùc coâng thöùc löôïng giaùc cô baûn. Ví duï : Tìm hoï nguyeân haøm cuûa caùc haøm soá sau: 83 1 2x  5 2. f(x)  2 x 1  x x  4x  3 Phöông phaùp 2: Söû duïng caùch vieát vi phaân hoùa trong tích phaân tgx 1  ln x 5 dx dx Ví duï: Tính caùc tích phaân: 1.  cos x sin xdx 2.  3.  cos x x I. TÍNH TÍCH PHAÂN BAÈNG CAÙCH SÖÛ DUÏNG ÑN VAØ CAÙC TÍNH CHAÁT TÍCH PHAÂN 1. Ñònh nghóa: Cho haøm soá y=f(x) lieân tuïc treân  a; b  . Giaû söû F(x) laø moät nguyeân haøm cuûa haøm soá f(x) thì: 3 1. f ( x )  cos x  b b  f ( x )dx   F( x ) a  F(b)  F(a) ( Coâng thöùc NewTon - Leiptnitz) a 2. Caùc tính chaát cuûa tích phaân: b   f ( x )dx  0 Tính chaát 1: Neáu haøm soá y=f(x) xaùc ñònh taïi a thì : a b a  a b  f ( x )dx    f ( x )dx Tính chaát 2: b  Tính chaát 3: Neáu f(x) = c khoâng ñoåi treân  a; b  thì:  cdx  c(b  a) a   Tính chaát 4: Neáu f(x) lieân tuïc treân  a; b  vaø f ( x )  0 thì b  f ( x )dx  0 a Tính chaát 5: Neáu hai haøm soá f(x) vaø g(x) lieân tuïc treân  a; b  vaø f ( x )  g( x ) x   a;b  thì b b a a  f ( x )dx   g( x )dx  Tính chaát 6: Neáu f(x) lieân tuïc treân  a; b  vaø m  f ( x )  M ( m,M laø hai haèng soá) thì b m(b  a)   f ( x )dx  M (b  a) a  Tính chaát 7: Neáu hai haøm soá f(x) vaø g(x) lieân tuïc treân  a; b  thì b b b a a a   f ( x )  g( x ) dx   f ( x)dx   g( x)dx  Tính chaát 8: Neáu haøm soá f(x) lieân tuïc treân  a; b  vaø k laø moät haèng soá thì b b a a  k. f ( x )dx  k. f ( x )dx  Tính chaát 9: Neáu haøm soá f(x) lieân tuïc treân  a; b  vaø c laø moät haèng soá thì b c b a a c  f ( x)dx   f ( x)dx   f ( x)dx 84  Tính chaát 10: Tích phaân cuûa haøm soá treân  a; b  cho tröôùc khoâng phuï thuoäc vaøo bieán soá , b b b a a a  f ( x )dx   f (t)dt   f (u)du  ... nghóa laø : Baøi 1: Tính caùc tích phaân sau: 1 x 1 dx  1)  3 18 (2x  1) 0 1 3)  x 1  xdx  0 1 0 1 4x  11 9 dx  ln 2 x  5x  6 0 4 15 4)  1  0 2 3 2x  5 1 1 dx  ln  5)  2 4 2 x  4x  4 0  6 x 1 dx  3 2x  1  2) x3 9 dx = 3 ln 4  6)  2 4 x  2x  1 0 7)  2 4sin3 x = 2  1  cos xdx 0 9) 3 10) cos4 2xdx =  18 5 3 3 (sin 6 x  cos6 x)dx = 48  64 11) 8)  4  2 1  sin 2x  cos2 x dx = 1+ ln2 0 0  2 1 1 2 dx = 1  ln e 1 e 1 0 1  sin 2x  cos 2x  sin x  cos x dx = 1  12)  x 6  4 13)  (cos 4 x  sin 4 x) dx 0  2  4 1  2 1 cos 2 x dx  4 ln 3 0 1  2 sin 2 x 14)  1  ln 3 6 1 5 cos x dx  2 ln 3 0 5  2 sin x 1 dx   18)  2 8 1 x  2x  5 sin 3 x dx 0 2 cos 3 x  1 0 4 1 dx  ln 17)  2 9 2 x  2 x  3 15)  16) Baøi 2: 3 1)  3 3 5)  0 4 x  1dx  12 2 2)  2  4dx  6)   2 5 4)  3)  ( x  2  x  2 )dx x  3x  2dx 2 2 1  cos 2xdx  7) 0 1  sin xdx 2 8)  x  x dx 2 0 0 Baøi 3: 1) Tìm caùc haèng soá A,B ñeå haøm soá f(x)  A sin x  B thoûa maõn ñoàng thôøi caùc ñieàu kieän 2 f (1)  2 ' vaø  f(x)dx  4 0 2 2) Tìm caùc giaù trò cuûa haèng soá a ñeå coù ñaúng thöùc :  [a 2  (4  4a)x  4x3 ]dx  12 0 II. TÍNH TÍCH PHAÂN BAÈNG PHÖÔNG PHAÙP ÑOÅI BIEÁN SOÁ : 85 x2  1 2 3 1 x  2 1  2dx x2 b ' 1) DAÏNG 1:Tính I =  f[u(x)].u (x)dx baèng caùch ñaët t = u(x) a b u (b ) a u (a)  f  u ( x ).u ' ( x ) dx   f (t ) dt Coâng thöùc ñoåi bieán soá daïng 1: Caùch thöïc hieän: Böôùc 1: Ñaët t  u ( x )  dt  u ' ( x ) dx Böôùc 2: Ñoåi caän : x  b t  u (b)  x  a t  u (a) Böôùc 3: Chuyeån tích phaân ñaõ cho sang tích phaân theo bieán t ta ñöôïc b u (b ) a u (a) I   f  u ( x ).u ' ( x ) dx   f (t ) dt (tieáp tuïc tính tích phaân môùi) Tính caùc tích phaân sau:  2 1) cos x sin xdx  3 2 0  2 5) sin 2x(1  sin 2 x)3dx  0 1  ln 2 x dx 9)  x 1 0  4 e 1 6)  cos4 xdx 0 7) 5 14)  0  1  6 cos x 11)  6  5sin x  sin 2 xdx 0 3 6  2 1  ln x dx x dx x x 3 ln 3 e  2e ln 5 sin 2 x cos 2 x  4 sin 2 x dx 15)    2 sin 2 x dx  2 0 ( 2  sin x ) sin x  cos x 1  sin 2 x  (e 0 2) cos xdx  0 13) cos x  sin x dx  3  sin 2 x 0  4  2 3) sin 4x dx  1  cos2 x 0 10)  x (1  x ) dx  4   4 5 1 e  2  2 dx 20)  1  3 cos x 0 2 sin x 4 18)  (1  tg 8 x ) dx   cos x) cos xdx 23) 1 1  x x 1 3 1  x 2 dx 0 8)  4 1  cos xdx 0 3 12)  0 tg 4 x dx cos 2x 16) 19) 0 4 sin 2 x  sin x 4)  x  ln(tgx ) dx 17)   sin 2 x 3  2 1 dx  2 21)  sin 2 x cos x dx 0 e dx 24)  1  4 1  2 sin 2 x dx  0 1  sin 2 x 86 1  cos x 1  3 ln x ln x dx x 22) 25) b 2) DAÏNG 2: Tính I =  f(x)dx baèng caùch ñaët x = (t) a b  a  I   f ( x )dx   f  (t ) ' (t ) dt Coâng thöùc ñoåi bieán soá daïng 2: Caùch thöïc hieän: Böôùc 1: Ñaët x   (t )  dx   ' (t ) dt Böôùc 2: Ñoåi caän : xb t   x  a t  Böôùc 3: Chuyeån tích phaân ñaõ cho sang tích phaân theo bieán t ta ñöôïc b  a  I   f ( x)dx   f  (t ) ' (t ) dt (tieáp tuïc tính tích phaân môùi) Tính caùc tích phaân sau: 1 1)  1  x 2 dx 0 1 x dx 5)  4 x  x2  1 0 2 3 9) x 2  2 13)  0 dx x2  1 cos x dx 7  cos 2 x dx 0 1  1  3x 1 1 dx 2)  1  x2 0 3) 1 6)  1  cos x  sin x dx 0  10) 1 7) 11) 2 2   15)  0 1 dx x  x 1 0 4)  2 2 x2 2 2 8)  x 4  x dx dx 1 2 1 x (1  x ) 5  1 dx 1  x2 0 1 x4 dx 14)  1 x6 0 1 4  x2 0 1 2  1 9  3x 2 dx x2 18)  1 0  2 3 1 1 17)  1 dx cos x 1  cos x 2  12) 2 3 1 x x2 1 dx dx 1 x  2x  2 0 dx 16)  2 x x 1 dx x5 II. TÍNH TÍCH PHAÂN BAÈNG PHÖÔNG PHAÙP VI PHAÂN: Tính caùc tích phaân sau: 8 1)  1 3 x x 1 5) 7 3  0 2 dx x 1 dx 3 3x  1 7 2)  0 x3 3 1 x 2 3 dx 3) x ln 2 5 1  x dx 2 2 3 6)  x x  1dx 7) 0 2 3  5 dx x x2  4 III. TÍNH TÍCH PHAÂN BAÈNG PHÖÔNG PHAÙP TÍCH PHAÂN TÖØNG PHAÀN: Coâng thöùc tích phaân töøng phaàn: 87  0 0 2 4) 1 e 2 x dx b b  u ( x ).v ' ( x )dx   u ( x ).v ( x ) a   v ( x ).u ' ( x ) dx b a a b b  udv   u.v  a   vdu Hay: b a a Caùch thöïc hieän: Böôùc 1: Ñaët u  u ( x) du  u' ( x)dx  dv  v' ( x)dx v  v( x) b b Böôùc 2: Thay vaøo coâng thöùc tích phaân töøng töøng phaàn :  udv   u.v  a   vdu b a Böôùc 3: Tính  u.v  a b a b vaø  vdu a Tính caùc tích phaân sau:  2 2 ln x 1)  5 dx x 1 2 4)  sin 1 x 3)  e sin xdx 2) x cos xdx  2 0 0 e 2 5)  x ln xdx xdx 6) 1 0  7)  x sin x cos xdx 2 0  4 8) x(2 cos x  1)dx  9) 2 11)  (x ln x) dx 2x 0 e ln x 13)  ( x  1) 1 e 1 2 12) cos x.ln(1  cos x)dx  1 0 1 dx 1 2 14)  xtg xdx 15)  ( x  2)e 16)  x ln(1  x ) dx 0 e 17)  1 2x 0 0 2 ln(1  x) dx x2 1   2 e 10)  (x  1) e dx 2 x  sin x dx cos2 x 0  2 2 0 1  3 ln x x dx 18)  2 3  ( x  cos x) sin xdx 0 2 19)  ( 2 x  7) ln( x  1) dx 0 3 20)  ln( x  x ) dx 2 2 MOÄT SOÁ BAØI TOAÙN TÍCH PHAÂN QUAN TROÏNG VAØ ÖÙNG DUÏNG 88 dx a  f(x)dx  0 Baøi 1: 1) CMR neáu f(x) leû vaø lieân tuïc treân [-a;a] (a>0) thì : a a a 2) CMR neáu f(x) chaün vaø lieân tuïc treân [-a;a] (a>0) thì : a 0  f(x)dx  2 f(x)dx Baøi 2: 1) CMR neáu f(t) laø moät haøm soá lieân tuïc treân ñoïan [0,1] thì:  2  2 0 0 a) f(sin x)dx  f(cos x)dx    b)  xf(sin x)dx  0   f(sin x)dx 2 0 AÙP DUÏNG: Tính caùc tích phaân sau: 1)  2 cos x  cosn x  sinn xdx 0 n vôùi n  Z+ 2)  2 cos x  cos4 x  sin4 xdx 0 4  2  5 4)  x sin xdx  5) 0    x sin x dx 7)  4  cos2 x 0 8)  2 3) 4 sin 6 x  sin6 x  cos6 xdx 0 1 x 4  sin x dx 6)  x2  1 1 x  cosx dx 4  sin2 x  x cos  2 x sin3 xdx 0   f ( x) dx   f ( x )dx Baøi 3:CMR neáu f(x) lieân tuïc vaø chaün treân R thì  x a 1  0 AÙP DUÏNG : Tính caùc tích phaân sau: 1 x4 dx 1)  x 2) 2 1 1 1  1 vôùi   R + vaø a > 0 ; a  1  sin 2 x dx 3)  x 3 1  1 x2 dx 1  2x IV .ÖÙNG DUÏNG TÍCH PHAÂN TÍNH DIEÄN TÍCH HÌNH PHAÚNG: Coâng thöùc: (C1 ) : y  f ( x) (C ) : y  g ( x) y  (H ) :  2  1 : x  a  2 : x  b  O xa (H ) a xb (C1 ) : y  f ( x) y b (C 2 ) : y  g ( x) b a x O (C1 ) : x  f ( y) (C ) : x  g ( y)  (C 2 ) : x  g ( y ) ( H ) :  2  1 : y  a yb  2 : y  b  (H ) ya x (C1 ) : x  f ( y ) 89 b b S    f ( x )  g ( x ) dx a yC1 S    f ( y )  g ( y ) dy y C2 xC1 a x C2 Tính dieän tích cuûa caùc hình phaúng sau:  y  x 2  4x  3  2) (H2) :  y  x  3  4) 7)  y 2  2y  x  0 10) (H10):  x  y  0 y2  x  5  0 6) (H6):  x  y  3  0  y  x 2  2x  8) (H8) :  2  y   x  4x  y  x 2  (H4):  2 x  y  ln x  y  2 x   (H7):  y  0 x  e  x  1  3x  1  y  x  1  3) (H3):  y  0 x  0   y  x  5) (H5):  2 y  2  x   x2 y  4   4 1) (H1):  2 y  x  4 2  3 3  2 y  x  x  2 2 9) (H9):  y  x  11) (C ) : y  x  (d ) : y  2  x (Ox)  12) (C ) : y  e x  (d ) : y  2 () : x  1  V. ÖÙNG DUÏNG TÍCH PHAÂN TÍNH THEÅ TÍCH VAÄT THEÅ TROØN XOAY. Coâng thöùc: y xa O a y0 b y xb (C ) : y  f ( x) b b x0 yb (C ) : x  f ( y ) ya a x x O 2 b 2 V     f ( y ) dy V     f ( x ) dx a a 90 Baøi 1: Cho mieàn D giôùi haïn bôûi hai ñöôøng : x2 + x - 5 = 0 ; x + y - 3 = 0 Tính theå tích khoái troøn xoay ñöôïc taïo neân do D quay quanh truïc Ox Baøi 2: Cho mieàn D giôùi haïn bôûi caùc ñöôøng : y  x; y  2  x; y  0 Tính theå tích khoái troøn xoay ñöôïc taïo neân do D quay quanh truïc Oy 2 Baøi 3: Cho mieàn D giôùi haïn bôûi hai ñöôøng : y  (x  2) vaø y = 4 Tính theå tích khoái troøn xoay ñöôïc taïo neân do D quay quanh: a) Truïc Ox b) Truïc Oy 2 2 Baøi 4: Cho mieàn D giôùi haïn bôûi hai ñöôøng : y  4  x ; y  x  2 . Tính theå tích khoái troøn xoay ñöôïc taïo neân do D quay quanh truïc Ox 1 x2 Baøi 5: Cho mieàn D giôùi haïn bôûi caùc ñöôøng : y  2 ; y  x 1 2 Tính theå tích khoái troøn xoay ñöôïc taïo neân do D quay quanh truïc Ox ------------------------------Heát------------------------------- 91
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan