Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Giáo dục - Đào tạo Trung học phổ thông Các phương pháp xác định nguyên hàm...

Tài liệu Các phương pháp xác định nguyên hàm

.PDF
41
177
71

Mô tả:

[…Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] NGUYÊN HÀM – TÍCH PHÂN - ỨNG DỤNG NGUYÊN HÀM_CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NGUYÊN HÀM I – TỔNG QUAN LÝ THUYẾT: 1. Nguyên hàm a. Định nghĩa: Cho hàm số f  x  xác định trên K ( K là khoảng, đoạn hay nửa khoảng). Hàm số F  x  được gọi là nguyên hàm của hàm số f  x  trên K nếu F '  x   f  x  với mọi x  K . b. Định lí: 1) Nếu F  x  là một nguyên hàm của hàm số f  x  trên K thì với mỗi hằng số C , hàm số G  x   F  x   C cũng là một nguyên hàm của f  x  trên K . 2) Nếu F  x  là một nguyên hàm của hàm số f  x  trên K thì mọi nguyên hàm của f  x  trên K đều có dạng F  x   C , với C là một hằng số. Do đó F  x   C , C   là họ tất cả các nguyên hàm của f  x  trên K . Ký hiệu  f  x  dx  F  x   C . 2. Tính chất của nguyên hàm Tính chất 1:   f  x  dx   f  x  và  f '  x dx  f  x  C  kf  x  dx  k  f  x  dx với k là hằng số khác 0 . Tính chất 3:   f  x   g  x  dx   f  x  dx   g  x  dx Tính chất 2: Chú ý:   f  x  .g  x  dx   f  x  dx. g  x  dx; f  x  g  x dx   f  x  dx .  g  x  dx 3. Sự tồn tại của nguyên hàm Định lí: Mọi hàm số f  x  liên tục trên K đều có nguyên hàm trên K . 4. Bảng nguyên hàm của một số hàm số sơ cấp Nguyên hàm của hàm số Nguyên hàm của hàm số hợp Nguyên hàm của hàm số hợp u  u  x  u  ax  b; a  0  sơ cấp   0dx  C  0du  C  dx  x  C  du  u  C Giáo viên: LÊ BÁ BẢO…0935.785.115… 1  CLB Giáo viên trẻ TP Huế […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] x  dx  1  1 x C  1 NGUYÊN HÀM – TÍCH PHÂN - ỨNG DỤNG   ax  b     1   1 1  1 1 1 dx  . ax  b   C  a  1 1 1  ax  b dx  a ln ax  b  C  e dx  e e x C  ax  b 1 1 dx  e axb  C a  e du  e u u C u  a du   a  0, a  1  a  0, a  1  a  0, a  1  sin xdx   cos x  C  sin  ax  b  dx    cos xdx  sin x  C  cos  ax  b  dx  1  cos2 x dx  tan x  C  cos  ax  b  dx  1  sin2 x dx   cot x  C cot  ax  b  1 d x   C  sin2  ax  b  a ax C ln a C  u du  ln u  C 1 Aax b ax  b A d x  . C  a ln A x  a dx   1   1  x dx  ln x  C x 1  u du    1 u cos  ax  b  a sin  ax  b  a 1 2 a  sin udu   cos u  C C  cos udu  sin u  C C tan  ax  b  au C ln a 1  cos C 2 u 1  sin 2 u du  tan u  C du   cot u  C II – PHƢƠNG PHÁP TÍNH NGUYÊN HÀM 1. Phƣơng pháp đổi biến số Định lí 1: Nếu  f u du  F  u  C và u  u  x  là hàm số có đạo hàm liên tục thì  f u  x  u '  x  dx  F u  x   C Hệ quả: Nếu u  ax  b  a  0  thì ta có  f  ax  b  dx  a F  ax  b   C 1 2. Phƣơng pháp nguyên hàm từng phần Định lí 2: Nếu hai hàm số u  u  x  và v  v  x  có đạo hàm liên tục trên K thì  u  x  v '  x  dx  u  x  v  x   u '  x  v  x  dx Vì v '  x  dx  dv, u '  x  dx  dv nên đẳng thức còn được viết dưới dạng: Giáo viên: LÊ BÁ BẢO…0935.785.115… 2  udv  uv   vdu CLB Giáo viên trẻ TP Huế […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] NGUYÊN HÀM – TÍCH PHÂN - ỨNG DỤNG II – BÀI TẬP TỰ LUẬN MINH HỌA: Nhóm kỹ năng: MỘT SỐ PHÉP BIẾN ĐỔI CƠ BẢN Ví dụ 1: Xác định: a)   x  1  2x  1 dx. 2 b) x4  3x2  4 x  2 dx.  x c)  4 3  x  3 4 x dx.  x  0  . Lời giải: a) Ta có:   x  1  2x  1 dx    x 2 2     2 x  1  2 x  1 dx   2 x3  3x2  1 dx  x4  x 3  x  C. 2 x 4  3x 2  4 x  2  3 2 x 4 3x 2 b) Ta có:  dx    x  3x  4   dx    4 x  2 ln x  C. x x 4 2  c) Ta có, với x  0 :  4 5 1  1  4 x 3 3x 4 12 4 3 x  3 4 x dx    4 x 3  3x 4  dx    3 x 3 x  x 4 x  C. 4 5 5   3 4  Ví dụ 2: Xác định: a)  4 2 x 1  b)  e 2  e x dx. x  2 e2x  2  e4x dx. c)  ex dx. Lời giải: a) Ta có:  42 x 1 dx  4 2 x 1  C. 2 ln 4 4 2 x  1 4 2 x 1 4 2 x 1 1 4x    .16 x  .2 (để phát triển đáp án trong vấn đề trắc nghiệm). Nhận xét: 2 ln 4 4 ln 2 ln 2 ln 2 ln 2  b) Ta có:  e x 2  e x c) Ta có:  2     dx   e x 4  4e x  e 2 x dx   4e x  4e 2 x  e 3 x dx  4e x  2e 2 x  e3x  C. 3 e2x  2  e4x e3x e5x 3x x 5x x d x  e  2 e  e d x   2 e   C.  ex  3 5   Ví dụ 3: Xác định: a)   2 sin 4x  3cos 5x  1 dx. c)  2 sin 4 3xdx. b)   4 sin d)   sin 4 2  2 x  6 cos2 x dx.  2x  cos4 2 x dx. Lời giải: a) Ta có:   2 sin 4x  3cos 5x  1 dx   cos 4 x 3sin 5x   x  C. 2 5 Giáo viên: LÊ BÁ BẢO…0935.785.115… 3 CLB Giáo viên trẻ TP Huế […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] b) Ta có:    4 sin 2 NGUYÊN HÀM – TÍCH PHÂN - ỨNG DỤNG  2x  6 cos2 x dx   2 1  cos 4 x   3 1  cos 2 x  dx    3cos 2 x  2 cos 4 x  5  dx 3sin 2 x sin 4 x   5 x  C. 2 2  c) Ta có: 2 sin 3x  2 sin 3x 4 2  2 2  1  cos 6 x  1  2  1  2 cos 6 x  cos 2 6 x  2 2     1 1  cos12 x  3 cos12 x   1  2 cos 6 x    2 cos 6 x  .  2 2 4  4 3 cos12 x  3x sin 6 x sin12 x Vậy  2 sin 4 3xdx     2 cos 6 x  dx     C.  4  4 3 48 4 1 1 1  cos 8 x 3 cos 8 x d) Ta có: sin 4 2 x  cos4 2 x  1  sin 2 4 x  1  .   . 2 2 2 4 4 Vậy   sin 4  3 cos 8 x  3 sin 8 x 2 x  cos4 2 x dx     dx  x   C.  4  4 32 4  Ví dụ 4: Xác định: a)  2 sin 3x cos 2xdx. b)  6 sin 4x sin 2xdx. c)  cos 5x cos 2xdx. d)  8 sin 3x cos 2x sin 6 xdx. Lời giải: a) Ta có:  2 sin 3x cos 2 xdx    sin x  sin 5x  dx   cos x  b) Ta có:  6 sin 4 x sin 2 xdx  3  cos 2 x  cos 6 x  dx  c) Ta có:  cos 5x cos 2 xdx  cos 5x  C. 5 3sin 2 x sin 6 x   C. 2 2 1 sin 3x sin 7 x cos 3x  cos7 x  dx    C.   2 6 14 d) Ta có: 8 sin 3x cos 2x sin 6 x  4  sin x  sin 5x  sin 6 x  4 sin x sin 6 x  4 sin 5 x sin 6x  2  cos 5x  cos7 x   2  cos x  cos11x   2 cos x  2 cos 5x  2 cos7 x  2 cos11x . Vậy  8 sin 3x cos 2x sin 6 xdx    2 cos x  2 cos 5x  2 cos7 x  2 cos11x  dx  2 sin x  2 sin 5x 2 sin 7 x 2 sin11x    C. 5 7 11 Bài tập tự luyện: Xác định các nguyên hàm sau: 1)   3x  1  2x  1 dx. 2 Giáo viên: LÊ BÁ BẢO…0935.785.115… x4  7 x2  2x  5 dx. 2)  x2 4 CLB Giáo viên trẻ TP Huế […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] 3)  4 3  x  5 x dx.  x  0  .  5)  e 2 x 3  e  x 7) NGUYÊN HÀM – TÍCH PHÂN - ỨNG DỤNG  2 4)  92 x1 dx. dx.   3sin 2x  2 cos7 x  1 dx. 6) e2x  2  e4x dx.  ex 8)   2 sin   sin  2 2 x  4 cos2 4 x dx. 4 x  cos4 x dx.  9)  6 sin 4 2 xdx. 10) 11)  8 sin 3x cos 6 xdx. 12)  10 sin 2x sin 8xdx. 13)  4 cos 5x cos 3xdx. 14)  16 sin 2 x cos 3x sin 6 xdx. Nhóm kỹ năng: NGUYÊN HÀM CÁC HÀM SỐ PHÂN THỨC Nội dung: Để tìm nguyên hàm của hàm số P( x ) , trong đó P( x), Q( x) là các đa thức, ta thực hiện như Q( x) sau: - Nếu bậc của P( x) không nhỏ hơn bậc của Q( x) , thì ta tách phần nguyên ra, tức là biểu biễn: P ( x) P ( x) P( x)  M( x)  1 , trong đó M( x) là đa thức, và 1 là phân thức có bậc của Q( x) Q( x) Q( x) P1 ( x) nhỏ hơn bậc của Q( x) . - Nếu bậc của tử nhỏ hơn bậc của mẩu, thì ta phân tích mẫu thành tích các nhị thức bậc nhất và các tam thức bậc hai có biệt số âm: Q( x)  ( x  a)m ...( x2  px  q)n   p2  4q  0 - Phân tích phân thức hữu tỉ thành các phân thức đơn giản: P( x)  x  a  x m 2  px  q A1    x  a n  x 2  Am A2  ...   ... m 1 x  a    x  a B1 x  C1 2  px  q B2 x  C2   x n 2  px  q  n 1 ...  Bn x  Cn x 2  px  q  - Đồng nhất hai vế để tìm các hệ số A1 , A2 ,..., Am , B1 ,..., Bn . Cuối cùng việc tìm nguyên hàm của các phân thức hữu tỉ được đưa về nguyên hàm của đa thức và các phân thức hữu tỉ đơn giản. LUYỆN TẬP: Ví dụ 1: Xác định các nguyên hàm sau: Giáo viên: LÊ BÁ BẢO…0935.785.115… 5 CLB Giáo viên trẻ TP Huế […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] a) I1   3x  1 dx x4 NGUYÊN HÀM – TÍCH PHÂN - ỨNG DỤNG b) I 2   x4  4x  2 dx 2x  1 Lời giải a) Ta có: I1   b) Biểu diễn: 3x  1 3( x  4)  13 1 dx   dx   3dx  13 dx  3x  13ln x  4  C x4 x4 x4 x4  4 x  2 x3 x2 x 47 1 1      . 2x  1 2 6 12 24 24 2 x  1 Lúc đó: I2    x3 x2 x 31 63 1  x4  4x  2 x 4 x 3 x 2 31x 63 dx        . d x      ln 2 x  1  C.  2x  1 2 4 8 16 16 2 x  1 8 12 16 16 32   Ví dụ 2: Xác định các nguyên hàm sau: a) I1   3 dx x 4 2 b) I 2   1 dx x  5x  6 2 c) I 3   1 dx 2 x  3x  1 2 Lời giải a) Ta có: I1   3 1 3 ( x  2)  ( x  2) 3  1 1  3 x2 dx  3 dx   dx     dx  ln C  ( x  2)( x  2) 4 ( x  2)( x  2) 4  x2 x2 4 x2 x 4 2 b) Tương tự: I2   1 1 ( x  2)  ( x  3)  1 1  x3 dx   dx   dx     dx  ln C  ( x  2)( x  3) ( x  2)( x  3) x2 x  5x  6  x3 x2 2 c) Phân tích: 1  2 x  3x  1 2 1  1 2  x  1  x   2    1   x  2    x  1  1 1  dx Hướng 1: I 3   2 dx   dx       1  1  2 x  3x  1 2  x  1  x     x  1  x  2   2         1 1  x 1 2x  2     C  ln C  dx  ln 1 2x  1  x  1 x  1  x  2 2 Hướng 2: I 3   1 1 (2 x  1)  2( x  1) dx   dx   dx 2 x  3x  1  x  1 2x  1  x  1 2x  1 2 Giáo viên: LÊ BÁ BẢO…0935.785.115… 6 CLB Giáo viên trẻ TP Huế […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] NGUYÊN HÀM – TÍCH PHÂN - ỨNG DỤNG  1 2  x 1    dx  ln x  1  ln 2 x  1  C  ln C  2x  1  x  1 2x  1  Nhận xét: Hướng 2 giải quyết tốt và gọn gàng hơn. Ví dụ 3: Xác định các nguyên hàm sau: a) 2x  1  x2  5x  4dx b) x2  x  x2  5x  6dx c) 2 x3  x  x2  3x  2dx Lời giải 2x  1 2x  1 A B    x  5x  4  x  1 x  4  x  1 x  4 a) Phân tích: 2  Cách 1: (*)  2x  1 A( x  4)  B( x  1)  (*)  x  1 x  4   x  1 x  4   A  B x   4 A  B 2x  1   x  1 x  4   x  1 x  4  A  B  2  A  1  2 x  1   A  B  x   4 A  B     4 A  B  1 B  3 Cách 2: Từ (*) đồng nhất ta có: 2x  1  A( x  4)  B( x  1) (**) Thay x  1 vào (**): 3  3 A  A  1. Thay x  4 vào (**): 9  3B  B  3. Lúc đó: 2x  1 1 3    x  5x  4 x  1 x  4 2 Cách 3: x 2 x 2 2x  1 1 1 dx    dx  3 dx   ln x  1  3ln x  4  C x 1 x4  5x  4  2  2  x  1  3 2x  1 2x  1 3  dx   dx   dx    dx.  x  4  x  1 x  4    5x  4  x  1 x  4   x  1 x  4    Nhận xét: Cách giải 2, tỏ ra khoa học và tốt hơn cách 1. Ví dụ 4: Xác định các nguyên hàm sau: a) I1   x2  x  4 dx x 3  3x 2  2 x b) I 2   x2  1 dx  x  1  x  3 2 c) I 3   x2  x  1 5 dx Lời giải a) Phân tích: x2  x  4 x2  x  4 x2  x  4   x( x  1)( x  2) x 3  3x 2  2 x x x 2  3x  2  Giáo viên: LÊ BÁ BẢO…0935.785.115…  7 CLB Giáo viên trẻ TP Huế […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] NGUYÊN HÀM – TÍCH PHÂN - ỨNG DỤNG x2  x  4 A B C Sử dụng đồng nhất thức:    x( x  1)( x  2) x x  1 x  2 x  x2  x  4 A( x  1)( x  2)  Bx( x  2)  Cx( x  1)  x x( x  1)( x  2) x( x  1)( x  2)   x2  x  4  A( x  1)( x  2)  Bx( x  2)  Cx( x  1) x (*) Thay x  0 vào (*), ta được: 4  2 A  A  2 Thay x  1 vào (*), ta được: 4  B  B  4 Thay x  2 vào (*), ta được:  6  2C  C  3 . Lúc đó: I1   b) Phân tích: x2  x  4  2 4 3  dx      dx  2 ln x  4 ln x  1  3ln x  2  C 3 2 x  3x  2 x  x x 1 x  2  x2  1  x  1  x  3 2   A B C   2 x  1 ( x  1) x  3 x2  1  x  1  x  3  2    x  A( x  1)( x  3)  B( x  3)  C( x  1)2  x  1  x  3   x  2 x 2  1  A( x  1)( x  3)  B( x  3)  C( x  1)2 x  (*) 1 Thay x  1 vào (*) ta được: 2  4 B  B  . 2 5 Thay x  3 vào (*) ta được: 10  16C  C  . 8 Thay x  0 vào (*) ta được: 1  3 A  3B  C  A  3B  C  1 3  . 3 8  3 5  1 3 1 1 5 8 2  dx     8 dx  ln x  1  .  ln x  3  C Lúc đó: I 2   2 2   8 2 x 1 8  x  1 ( x  1) x  3   x  1  x  3    x2  1 c) Phân tích: x2  x  1 5  A B C D E     2 3 4 x  1 ( x  1) ( x  1) ( x  1) ( x  1)5 Sử dụng phương pháp đồng nhất thức như trên. Bài tập tƣơng tự: Xác định các nguyên hàm sau: 1) 2  4x2  9dx 2) 2x  1  x2  5x  4dx 3) 2x3  x  x2  3x  2dx 4) 2x  6   x  2  3x  1dx 5) x2  2 x  6   x  1 x  2  x  4 dx 6)  x  x  3 dx Giáo viên: LÊ BÁ BẢO…0935.785.115… 8 x2 CLB Giáo viên trẻ TP Huế […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] x3  x 7)  2 dx x  6x  5 10)  8) x3  2x x  1 2 dx 2  11)   1 x2  2 x  NGUYÊN HÀM – TÍCH PHÂN - ỨNG DỤNG 2 5x3  17 x2  18 x  5 9)  dx 3  x  1  x  2  dx x2  1 dx 12)  x  1  x  3 2 Nhóm kỹ năng: x5  1  x4  8x2  16dx NGUYÊN HÀM TỪNG PHẦN I   f ( x) DẠNG 1: sin x cosx dx , trong đó f ( x) : đa thức.   du  f / ( x)dx u  f ( x) Phương pháp: Đặt  dv  sinxdx chän: v   sin xdx   Ví dụ 1: Xác định: a)   x  1 sin 2xdx. b) x 2   x cos xdx. Lời giải u  x  1  du  dx  a) Đặt  cos 2 x sin 2 xdx  dv  chän v     2 Ta có:   x  1 sin 2xdx    x  1 cos 2x  2   x  1 cos 2x  sin 2x  C. cos 2 x dx   2 2 4 2  u  x  x  du   2 x  1 dx Đặt  . Ta có:  cos xdx  dv  chän v  sin x Xét  x 2     x cos xdx  x2  x sin x    2x  1 sin xdx. u  2 x  1  du  2dx   2x  1 sin xdx. Đặt sin xdx  dv  chän v   cos x   2x  1 sin xdx    2x  1 cos x   2 cos xdx    2x  1 cos x  2 sin x  C . Vậy   x  x  cos xdx   x  x  sin x   2x  1 cos x  2 sin x  C '. Ta có: 2 2 I   f ( x).e x dx , trong đó f ( x) : đa thức. DẠNG 2: u  f ( x)  du  f / ( x)dx  Phương pháp: Đặt  dv  e x dx chän: v   e x dx   Ví dụ 2: Xác định: a)   x  1 e 2x dx. Giáo viên: LÊ BÁ BẢO…0935.785.115… b) 9 x 2   4 x e x dx. CLB Giáo viên trẻ TP Huế […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] NGUYÊN HÀM – TÍCH PHÂN - ỨNG DỤNG Lời giải u  x  1  du  dx  a) Đặt  2 x e 2 x . Ta có: e d x  d v  chän v    2 2x   x  1 e dx  2  u  x  4 x  du   2 x  4  dx b) Đặt  x . Ta có: x  e dx  dv  chän v  e Xét  x 2  x  1 e  2x 2     x  1 e e2x dx  2 2 2x  e2x  C. 4  4x e x dx  x2  4x e x    2x  4  e x dx  u  2 x  4  du  2dx . x x   chän v e    2x  4  e dx . Đặt e dx  dv x   2x  4  e dx   2x  4  e   2e dx   2x  4  e  2e Vậy   x  4x  e dx   x  4x  e   2x  4  e  2e  C '. x Ta có: 2 x x 2 x x x I   f ( x) DẠNG 3: x x  C. x ln x dx , trong đó f ( x) : đa thức. log a x 1   du  dx u  ln x x Phương pháp: Đặt  dv  f ( x)dx chän: v  f ( x)dx   Ví dụ 3: Xác định: a)    2x  1 ln xdx.  b)  x ln x2  x dx. Lời giải  1 u  ln x  du  dx . a) Đặt  x  2 x  1 dx  dv  chän v  x 2  x  Ta có:   2x  1 ln xdx   x 2     x ln x    x  1 dx  x 2  x ln x  x2  x C 2  2x  1 2 u  ln x  x  du  x 2  x dx a) Đặt  2  xdx  dv  chän v  x  2   2 x2 1 x  2 x  1 2 Ta có:  x ln x  x dx  ln x  x   dx 2 2 x2  x  2    x2 1  1  x2 x2 x 1 2 2  ln x  x    2 x  1  dx  ln x  x    ln x  1  C. 2 2  x  1  2 2 2 2   Giáo viên: LÊ BÁ BẢO…0935.785.115…   10 CLB Giáo viên trẻ TP Huế […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] NGUYÊN HÀM – TÍCH PHÂN - ỨNG DỤNG Bài tập tƣơng tự: 1) Xác định các nguyên hàm sau: I1   x sin xdx I 2   x cos 2xdx I 3   2x cos2 xdx I 4    2x  1 cos2 xdx I 5   x2  1 sin xdx I 6   x  cos2 x sin xdx I9   I10   x 2 cos2 x  1 dx x  sin x dx cos2 x x sin x dx I11   cos3 x I13   sin xdx I14   x tan 2 xdx I15   x2  2x  3 cos xdx   I7   x  sin 2 x cos xdx     I8    x dx cos2 x   x  sin x dx 1  cos x I12   x sin xdx    x dx cos 2 x  1 I17   x2  5 sin xdx I18   I1   xe x dx I 2   x2 e x dx I 3    x  1 e 2 x dx I 4   e x dx I 5   x3 e x dx I 6   2 x xdx I8   e cos x .sin 2xdx I 9   e xln x dx I 2   x ln xdx I 3   ln 2 xdx I 5   log 2  x  3  dx I 6   lg xdx I16   2) Xác định các nguyên hàm sau: 2 2   I7   x2  2x  1 e x dx 3) Xác định các nguyên hàm sau: I1   ln xdx I4   ln xdx x I7   2x ln 1  x  dx   I10   ln x2  1 dx I13   ln x dx x3 I16   ln x     I 8   x ln 1  x2 dx I 9   ln x2  x dx I11   x2 lnxdx I12   x3 ln 2 xdx I14   ln  ln x  x dx I15   1  ln x  dx 2 I17   x ln x2  1 dx  x2  1  I18     ln xdx  x  I1   e x cos xdx I 2   cos  ln x  dx I 3   sin x.ln(tan x)dx I 4   5e x sin 2 xdx I 5   e 3 x .sin 5xdx I6   cos x.ln 1  cos x  dx  x  1 2 dx   4) Xác định các nguyên hàm sau: Giáo viên: LÊ BÁ BẢO…0935.785.115… 11 CLB Giáo viên trẻ TP Huế […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] NGUYÊN HÀM – TÍCH PHÂN - ỨNG DỤNG   I7   e 2 x sin 2 xdx I8   sin x ln  cos x  dx I 9   ln x2  x dx I10    x  cos x  sin xdx I11   x sin x cos2 xdx I12   ( x ln x)2 dx Nhóm kỹ năng: ĐỔI BIẾN a) A   tan xdx. Ví dụ 1: Xác định b) B   cot xdx . Lời giải a) A   tan xdx   sin x dx cos x Đặt t  cos x  dt   sin xdx . Khi đó: A    b) B   cot xdx   dt   ln t  C   ln cos x  C . t cos x dx sin x Đặt t  sin x  dt  cos xdx . Khi đó: A   dt  ln t  C  ln sin x  C . t Ví dụ 2: Xác định nguyên hàm của hàm số f  x  trong các trường hợp sau: a) f  x   e1cos x sin x. b) f  x   sin3 x cos5 x. Lời giải a) I   f  x  dx   e1cos x sin xdx. Đặt t  1  cos x  dt   sin xdx. Khi đó: I   et dt  et  C  e1cos x  C.   b) I   f  x  dx   sin3 x cos5 xdx  sin x 1  cos2 x cos5 xdx. Đặt t  cos x  dt   sin xdx.     Khi đó: I    1  t 2 t 5dt   t 7  t 5 dt  t8 t6 cos8 x cos6 x  C   C. 8 6 8 6 Ví dụ 3: Xác định các nguyên hàm sau: a) A   9 x2  12 x dx. x3  2 x2  5 b) B   Lời giải  x 1 x1 dx.  3 3x 2  4 x 9 x2  12 x dx   3 dx. a) A   3 x  2x2  5 x  2x2  5   Đặt t  x3  2x2  5  dt  3x2  4x dx. Khi đó: A   Giáo viên: LÊ BÁ BẢO…0935.785.115… 12 3dt  3ln t  C  3ln x3  2 x 2  5  C. t CLB Giáo viên trẻ TP Huế […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] b) B   x 1 x1 NGUYÊN HÀM – TÍCH PHÂN - ỨNG DỤNG dx. Đặt t  x  1  t 2  x  1  2tdt  dx. Khi đó: B   t 2  1 1 t  t3  2tdt  2  t 2  2 dt  2   2t   C 3    2 x  1  x  5  x1   2 x 1  2 C   C. 3  3  Ví dụ 4: Xác định các nguyên hàm sau: a) A    ln x  1 2 x dx . x ln x ln  ln x  b) B   dx. Lời giải a) A    ln x  1 2 x dx.  ln x  1  C. t3 dx 2 Đặt t  ln x  1  dt  . Khi đó: A   t dt   C  x 3 3 dx . b) B   x ln x ln  ln x  3 Đặt t  ln  ln x   dt  1 dt dx. Khi đó: I    ln t  C  ln ln  ln x   C. x ln x t Ví dụ 5: Xác định các nguyên hàm sau: a) I   ex  1 dx. x  ex b) J   sin x  cos x  sin x  cos x  2 dx. Lời giải a) I   ex  1 dx. x  ex   Đặt t  1  e  x  dt  1  e  x dx . Khi đó: I   a) J   sin x  cos x  sin x  cos x  2 dt   ln t  C   ln 1  e  x  C. t dx. Đặt t  sin x  cos x  dt   cos x  sin x  dx . Khi đó: J   dt 1 1   C   C . 2 t sin x  cos x t Bài tập tƣơng tự: Xác định các nguyên hàm sau: 1) A   1  cot x dx. sin 2 x Giáo viên: LÊ BÁ BẢO…0935.785.115… 6) F   13 1  3ln x ln x dx. x CLB Giáo viên trẻ TP Huế […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] 2) B   cos  ln x  x NGUYÊN HÀM – TÍCH PHÂN - ỨNG DỤNG 7) G   e cos2 x sin x cos xdx. dx. 1 3) C   sin2 x cos3 xdx. 8) H   ex  ex 4) D   x  x dx. e e 9) I   5) E   x3 3 x2  1dx. 10) K   cos4 xdx. Nhóm kỹ năng: a) I   tan xdx. Lời giải a) Ta có: I   tan xdx   b) Ta có: I   cot xdx   sin 2 x dx. 4  cos 2 x b) I   cot xdx. d  cos x  sin x dx      ln cos x  C. cos x cos x d  sin x  cos x dx    ln sin x  C. sin x sin x 1  2sin 2 x dx . a) I   1  sin 2 x Ví dụ 2: Xác định a) Ta có: I   dx. DÙNG VI PHÂN Ví dụ 1: Xác định Lời giải x x2  1   b) I   e sin x  cos x cos xdx . 1  2sin 2 x cos2 x 1 d  1  sin 2 x  1 dx   dx    ln  1  sin 2 x   C. 1  sin 2 x 1  sin2 x 2 1  sin2 x 2 Nhận xét: So với phép đổi biến t  1  sin2x thì cách dùng vi phân tỏ ra khoa học hơn.   b) Ta có: I   e sin x  cos x cos xdx   e sin x cos xdx   cos2 xdx   e sin x d  sin x    1  cos 2 x dx 2 1 1  e sin x  x  sin 2 x  C. 2 4 a) I   Ví dụ 3: Xác định dx . x e 1 b) I   e x dx 1  e  x 3 Lời giải a) Dùng kỹ thuật “thêm, bớt”, ta phân tích:     ex  1  ex d ex  1 dx ex I x  dx  dx   x dx   dx   x e  1  ex  1 e 1 e 1  x  ln e x  1  C. Giáo viên: LÊ BÁ BẢO…0935.785.115… 14 CLB Giáo viên trẻ TP Huế […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] b) Ta có: I   e x dx 1  e  x 3    1  ex  3 2 NGUYÊN HÀM – TÍCH PHÂN - ỨNG DỤNG  d 1  ex x 3 dx a) I   2 . x 1 Ví dụ 4: Xác định  1  e   x  3 1 2  3 1 2 C  3 1  ex  C. 4x3 b) I   2 dx. 2 x  3x  1 Lời giải a) Dùng kỹ thuật “thêm, bớt”, ta phân tích:     2 x2  1  1 .xdx x3dx x2 .xdx xdx 1 d x 1 I 2     xdx   2  xdx   2 2 x  1  x2  1  x2  1 x 1  x 1  x2 1  ln x2  1  C. 2 2   2 4x3 7x  3 7 2 x  3x  1 ' 9 1 b) Phân tích:  2x  3  2  2x  3  .  . 2 2 2 4 2 x  3x  1 4 2 x  3x  1 2 x  3x  1 2 x  3x  1     2 2 7 2 x  3x  1 9  2 x  1  2  x  1 7 2 x  3x  1 9 1 2   2x  3  .  .  2x  3  .    2 2 4 2 x  3x  1 4 ( x  1)(2 x  1) 4 2 x  3x  1 4  x  1 2 x  1  /  /  /   2 x 2  3x  1 7 9 1 2      dx Suy ra: I   2 x  3  .  4 2 x 2  3x  1 4  x  1 2 x  1       2 7 d 2 x  3x  1 9 1 9 d  2 x  1    2 x  3  dx    d x  4 4  x 1 4  2x  1 2 x 2  3x  1 7 9 9  x2  3x  ln 2 x2  3x  1  ln x  1  ln 2 x  1  C. 4 4 4   Bài tập tƣơng tự: Xác định các nguyên hàm sau: 3x 1) I   2 dx x 1   4) I   e sin x .cosx  tanx dx 7) I   sin2 x.cosx dx 1  cosx ln 2 x  ln x  4 2) I   dx 2x sin 2 x 5) I   dx cos2 x  4sin 2 x e x dx 3) I   x e 2 dx 6) I   x e  2e  x  3 8) I   x3 . 1  x2 dx 9) I   Giáo viên: LÊ BÁ BẢO…0935.785.115… 15 x2  e x  2x2 e x dx 2e x  1 CLB Giáo viên trẻ TP Huế […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] NGUYÊN HÀM – TÍCH PHÂN - ỨNG DỤNG IV – BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM MINH HỌA: Câu 1. Mệnh đề nào sau đây sai? A. Nếu F  x  là một nguyên hàm của f  x  trên  a; b  và C là hằng số thì  f  x  dx  F  x   C . B. Mọi hàm số liên tục trên  a; b  đều có nguyên hàm trên  a; b  . C. F  x  là họ nguyên hàm của f  x  trên  a; b   F /  x   f  x  , x   a; b  . D.   f  x dx   f  x  , x   a; b  . / Lời giải Phương án C sai, vì F  x  là một nguyên hàm của f  x  trên chỉ kéo theo được F /  x   f  x  , x   a; b   Chọn đáp án C. Câu 2. Khẳng định nào sau đây là sai? A.  0dx  C ( C là hằng số). C.   x dx  B. x 1  C ( C là hằng số).  1 1  x dx  ln x  C ( C là hằng số). D.  dx  x  C ( C là hằng số). Lời giải Ở phương án C, trường hợp   1 thì khẳng định trên sai  Chọn đáp án C. Câu 3. Hàm số f  x   1 có nguyên hàm trên: cos x    B.   ;  .  2 2 A.  0;   .    D.   ;  .  2 2 C.  ; 2  . Lời giải Ta có: Vì f  x   1 xác định và liên tục trên khoảng cos x      2 ; 2  nên hàm số có nguyên      hàm trên   ;   Chọn đáp án B.  2 2 Câu 4. Hàm số nào sau đây không phải là nguyên hàm của hàm số  x  3  ? 4 A.  x  3 5 5  x. B.  x  3 5 5 C. .  x  3 5 5  2016. D.  x  3 5 5  1. Lời giải /   x  3 5  4 4  Ta có:  x    x  3   1   x  3   Chọn đáp án A.  5    Giáo viên: LÊ BÁ BẢO…0935.785.115… 16 CLB Giáo viên trẻ TP Huế […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] Câu 5. NGUYÊN HÀM – TÍCH PHÂN - ỨNG DỤNG Cặp hàm số nào sau đây có tính chất: Có một hàm số là nguyên hàm của hàm số còn lại? A. sin 2x và cos2 x. B. cos 2x và sin 2 x. C. e 2 x và 2e 2 x . D. tan 2x và 2 . cos 2 2x Lời giải Vì  tan 2 x  '  Câu 6. 2 nên phương án D đúng  Chọn đáp án D. cos2 2 x Nguyên hàm F  x  của hàm số f  x      1 biết F    là 2 sin x 2 2 A. F  x   x. B. F  x    cot x  C. F  x    cot x. D. F  x   sin x    2 2 .  1. Lời giải Ta có: F  x    1 dx   cot x  C . sin 2 x        F      cot  C   C  . Vậy F  x    cot x   Chọn đáp án B. 2 2 2 2 2 2 Câu 7. Hàm số F  x  thỏa mãn F '  x   3  1  3x  1  x  1 2 A. F  x   2 . Lúc đó, F  x  là B. F  x   1 1   C. 3x  1 x  1 1 1 C. F  x     C. x  1 3x  1 1 3   C. x  1 3x  1 1 C D. F  x    . x  1 3x  1 Lời giải  3 1  1 1 Ta có: F  x      dx   d  3x  1   d  x  1 2 2 2 2   3x  1  x  1   3 x  1  x  1    Câu 8. 1 1   C  Chọn đáp án C. x  1 3x  1 Hàm số F  x  biết F '  x   3x2  2x  1 và đồ thị y  F  x  cắt trục tung tại điểm có tung độ bằng 2017 là A. F  x   x2  x  2017. B. F  x   cos 2x  2016. C. F  x   x3  x2  x  2017. D. F  x   x3  x2  x  2016. Lời giải Giáo viên: LÊ BÁ BẢO…0935.785.115… 17 CLB Giáo viên trẻ TP Huế […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…]  NGUYÊN HÀM – TÍCH PHÂN - ỨNG DỤNG  Ta có: F  x    3x2  2x  1 dx  x3  x2  x  C . Đồ thị y  F  x  cắt trục tung tại điểm có tung độ bằng 2017  F  0   2017  C  2017 . Vậy F  x   x3  x2  x  2017  Chọn đáp án C. Câu 9.  1 Nguyên hàm của hàm số f ( x)  2x  1 ;  x   là 2  A.  f  x  dx  3  2x  1 C.  f  x  dx   3 1 1 2x  1  C . 2x  1  C . B.  f  x  dx  3  2x  1 D.  f  x  dx  2 2 1 2x  1  C . 2x  1  C . Lời giải Ta có:  f  x  dx   2 x  1dx  1 1 2 d 2x  1 2 x  1     2 3  1  2 x  1 2 2 C  3 2 1  2x  1 2x  1  C  Chọn đáp án A. 3 Câu 10. Hàm số F  x   e x là một nguyên hàm của hàm số 3 A. f  x   e x . B. f  x   3x2 e x . 3 3 3 ex C. f  x   2 . 3x D. f  x   x3 e x  1. 3 Lời giải    3x e Ta có: F '  x   e x 3 / 2 x3  Chọn đáp án B. Câu 11. Nguyên hàm của hàm số f ( x)  1   sin  x   6  là 2   A.  f ( x)dx   cot  x  6   C . C.  f ( x)dx  cot  x  6   C .    1  B.  f ( x)dx   6 cot  x  4   C . D.  f ( x)dx  6 cot  x  6   C . 1   Lời giải Ta có:  f ( x)dx   1     dx   d  x     cot  x    C . 6 6      sin 2  x   sin 2  x    6 6   1  Chọn đáp án A. Giáo viên: LÊ BÁ BẢO…0935.785.115… 18 CLB Giáo viên trẻ TP Huế […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] NGUYÊN HÀM – TÍCH PHÂN - ỨNG DỤNG Câu 12. Biết một nguyên hàm của hàm số f  x   2 sin 4x là hàm số F  x  thỏa mãn F  0   Khi đó F  x  là hàm số nào sau đây? A. F  x    B. F  x    cos 4 x 2. 4 cos 4 x C. F  x   2. 2 3 . 2 cos 4 x 2. 2 D. F  x   2 cos 4x  2 . Lời giải Ta có: F  x    2 sin 4 xdx   Vậy F  x    cos 4 x 3 1 3  C . Vì F  0   nên   C   C  2 . 2 2 2 2 cos 4 x  2  Chọn đáp án B. 2   Câu 13. Giá trị m để hàm số F  x   4mx3  2x2  m2  2 x  1 là một nguyên hàm của hàm số f  x   12x2  4x  x là A. m  1 . B. m  0 . C. m  1 . D. m  2 . Lời giải Ta có: F '  x   12mx2  4x  m2  2  f  x  . Đồng nhất các hệ số tương ứng ta được:  12m  12  m  1  Chọn đáp án C.  2 m  2   1   Câu 14. Tính A. 1  4x 2 dx ta được kết quả 1 ln  2  x  2  x   C. 4 1 2x C.  ln  C. 4 2x B. 1 2x ln  C. 4 2x D. 1 ln x  2 .ln x  2  C. 4 Lời giải Ta có:  1  4x  2 dx   1  2  x  2  x  dx  1  1 1   dx   4  2  x 2  x   1 1 ln 2  x  ln 2  x  C  ln  2  x  2  x   C  Chọn đáp án C. 4 4 Câu 15. Cho hàm số y  f  x  có đạo hàm là f '  x   A. ln 2. B. 2ln 3  1. 1 và f  0   1 thì f  1 có giá trị bằng 2x  1 1 C. 2ln 3  1. D. ln 3  1. 2 Lời giải Giáo viên: LÊ BÁ BẢO…0935.785.115… 19 CLB Giáo viên trẻ TP Huế […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] NGUYÊN HÀM – TÍCH PHÂN - ỨNG DỤNG Ta có: f  x    1 1 1 1 dx   d  2 x  1  ln 2 x  1  C . 2x  1 2 2x  1 2 1 1 f  0   1  ln1  C  1  C  1  f  x   ln 2 x  1  1 2 2 1 Vậy f  1  ln 3  1  Chọn đáp án D. 2 Câu 16. Cho hàm số y  f  x   1 . Nếu F  x  là nguyên hàm của hàm số f  x  và đồ thị sin 2 2 x   y  F  x  đi qua điểm A  ; 0  thì F  x  là  12  A. F  x    C. F  x   cot 2 x  3 . 2 B. F  x    cot 2 x  3 . 2 cot 2 x  3 . 2 D. F  x   cot 2 x  3 . 2 Lời giải Ta có: F  x    1 1 dx   cot 2 x  C . 2 2 sin 2 x     1  3 Đồ thị y  F  x  đi qua điểm A  ; 0   0  F     cot  C  0  C  . 2 6 2  12   12  1 3  cot 2 x  3 Vậy F  x    cot 2 x   Chọn đáp án C.  2 2 2 Câu 17. Kết quả A. ln 3 x  x dx là 3ln 2 x  ln 3 x . x2 B. ln 4 x  C. 4x C. ln 4 x  C. 4 D. 3ln2 x  C. Lời giải Ta có: ln 3 x ln 4 x 3 d x  ln x dlnx   C  Chọn đáp án C.  x  4 Câu 18. Tính F( x)   x sin xdx ta được kết quả A. F( x)  x sin x  cos x  C . B. F( x)  sin x  x cos x  C . C. F( x)  sin x  x cos x  C . D. F( x)  x sin x  cos x  C . Lời giải Đặt u  x, dv  sin xdx  du  dx, v   cos x . Ta có: F( x)  x cos x   cos xdx  x cos x  sin x  C  Chọn đáp án B. Câu 19. Kết quả của  x ln  2  x  dx là Giáo viên: LÊ BÁ BẢO…0935.785.115… 20 CLB Giáo viên trẻ TP Huế
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan