Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Giáo dục - Đào tạo Trung học phổ thông Lớp 12 PHÂN LOẠI MỘT SỐ DẠNG TÍCH PHÂN ĐẶC BIỆT...

Tài liệu PHÂN LOẠI MỘT SỐ DẠNG TÍCH PHÂN ĐẶC BIỆT

.PDF
24
457
107

Mô tả:

PHÂN LOẠI MỘT SỐ DẠNG TÍCH PHÂN ĐẶC BIỆT
TÀI LIỆU THPT HAY TÍCH PHÂN I.CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN 1. Phương pháp đổi biến số b Bài toán: Tính I   f ( x)dx , a *Phương pháp đổi biến dạng I 1) Hàm x  u (t ) có đạo hàm liên tục trên đoạn  ; Định lí . Nếu 2) Hàm hợp f (u (t )) được xác định trên  ,  ;   , 3) u ( )  a, u (  )  b ,  b  thì I  f ( x)dx   f (u (t ))u ' (t )dt .  a Ví dụ 1. Hãy tính các tích phân sau:  1 a) I   2 x 2 x3  5dx b) J   sin 4 x  1 cos xdx 0 0 Giải: a) Ta cú t  x  5  dt  3x dx 3 2 Khi x=0 thỡ t=5 Khi x=1 thỡ t=6 1 6   I  x 2 x3  5dx  0   5 t dt 3 1 1 2 6   6 1 1 (t ) 6 2  t t  t  dt  1 5 35 3 1 5 9 2 1 2 4 10 6 5. 3 9  2  6 1 5  4 b) Ta có J  (sin x  1)d (sin x)   sin x  sin x  2  5 0 5 0  CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN Page 1 TÀI LIỆU THPT HAY Ví dụ 2. Hãy tính các tích sau: 4 a)  1 4  x dx 2 b) 0  dx 2 1  x 0     2 ; 2  .  Khi x = 0 thì t = 0. Khi x  2 thì t  . 2 Từ x  2sin t  dx  2cos tdt Giải: a) Đặt x  2sin t , t    4   2 4  x dx  2 0 2   4  4sin t .2cos tdt  4 cos 2 tdt   . 2 0 0    ; . 2 2  b) Đặt x  tan t , t    Khi x  0 thì t  0 , khi x  1 thì t  Ta có: x  tan t  dx   1  dx   2 1  x 0 4   4 . dt . cos 2 t 1 dt .  2 2 1  tan t cos t 0  4  0 dt  t 4  . 4 0   Chú ý: Trong thực tế chúng ta có thể gặp dạng tích phân trên dạng tổng quát hơn như: Nếu hàm số dưới dấu tích phân có chứa căn dạng a 2  x2 , a 2  x2 và x 2  a 2 (trong trong đó a là hằng số dương) mà không có cách biến đổi nào khác thì nên đổi sang các hàm số lượng giác để làm mất căn thức, cụ thể là:  Với    a 2  x 2 , đặt x  a sin t , t    ;   2 2 hoặc x  a cos t , t  0;   .  Với    a 2  x 2 , đặt x  a tan t , t    ;   2 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN Page 2 TÀI LIỆU THPT HAY hoặc x  acott , t   0;  . x 2  a 2 , đặt x   Với hoặc x  a    , t    ;  \ 0 sin t  2 2 a   ; t  0;  \   . cos t 2 *Phương pháp đổi biến dạng II Định lí : Nếu hàm số u  u ( x) đơn điệu và có đạo hàm liên tục trên đoạn  a; b sao cho f ( x)dx  g (u ( x))u ( x)dx  g (u)du thì I  ' b u (b) a u(a)  f ( x)dx   g (u)du . 1 Ví dụ 3: Tính I   x 2 x3  5dx 0 Giải: Đặt u ( x)  x  5 .Tacó 3 u (0)  5, u (1)  6 6   .  6 2 1 2 4 10 Từ đó được: I  udu  u u  6 6  5 5  6 5 5 9 35 9 9 9 Ví dụ 4: Hãy tính các tích phân sau bằng phương pháp đổi biến dạng II: e2 1 a)   2x  1 5  dx b) x ln x e dx 0 2 d)  1 2 3 dx (2 x  1)2 e)  cos(3x   1 c)  0 4x  2 dx x2  x  1 2 )dx 3 3 Giải: a) Đặt u  2 x  1 khi x  0 thì u  1 . Khi x  1 thì u  3 Ta có du  2dx  dx  1  du . Do đó: 2 3  1 5 u6 3 1 6  (3  1) = 60 2 .  2 x  1 dx  u du  3 21 12 1 12 0 5 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN Page 3 TÀI LIỆU THPT HAY b)Đặt u  ln x . Khi x  e thì u  1 . Khi x  e2 thì u  2 . dx Ta có du   x e2  e 2  2 dx du   ln u  ln 2  ln1  ln 2 . 1 x ln x 1 u 2 c)Đặt u  x  x  1. Khi x  0 thì u  1 . Khi x  1 thì u  3 . Ta có du  (2 x  1)dx . Do đó: 1  0 3 3 4x  2 2du dx   2ln u  2(ln 3  ln1)  2ln 3 . 1 x2  x  1 u 1  d)Đặt u  2 x  1 . Khi x  1 thì u  1 . Khi x  2 thì u  3 . Ta có du  2dx  dx  2  1 e)Đặt u  3x  Khi x  Khi x   3 du . Do đó: 2 3  dx 1 du 1 3 1 1 1      (  1)  . (2 x  1) 2 2 1 u 2 2u 1 2 3 3 2 . 3 thì u   3 , 2 4 thì u  . 3 3 Ta có du  3dx  dx  2 3   3 du . Do đó: 3 4 3 cos(3x  4 3 2 1 1 1  4  )dx  cos udu  sin u   sin  sin   3 3 3 3 3 3 3 3  1 3 3 3    .  3 2 2  3 2.Phương pháp tích phân từng phần. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN Page 4 TÀI LIỆU THPT HAY Định lí . Nếu u(x) và v(x) là các hàm số có đạo hàm liên tục trên  a; b thì: b b   b u ( x)v ' ( x)dx   u ( x)v( x)   v( x)u ' ( x)dx a a a b b   b hay udv  uv  vdu . a a a Áp dụng công thức trên ta có qui tắc công thức tích phân từng phần sau:  Bước 1: Viết f(x)dx dưới dạng udv  uv dx bằng cách chọn một phần thích hợp ' của f(x) làm u(x) và phần còn lại dv  v ( x)dx. '  Bước 2: Tính du  u dx và v  ' b  Bước 3: Tính   dv  v' ( x)dx . b   b vdu  vu ' dx và uv . a a a  Bước 5: Áp dụng công thức trên. e Ví dụ 5: Tính  x ln xdx 1 dx  du   u  ln x x Giải: Đặt   2 dv  xdx v  x  2 e e e 1 x2 e2 x 2 e e2  1 x ln xdx  ln x  xdx    . 1 1 2 2 2 4 4 1 1   Ví dụ 6: Tính các tích phân sau:  2 a)  1 ln x dx x5  1 2 b)  x cos xdx 0 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN  2 x c) xe dx 0 d)  e x cos xdx 0 Page 5 TÀI LIỆU THPT HAY dx  du  u  ln x   x Giải: a) Đặt  . Do đó:  1 1 dv  dx  v   x5  4x4 2 ln x ln x 1 dx ln 2 1  1  15  4 ln 2 dx         .   1 x5 4 x 4 1 4 1 x5 64 4  4 x 4  1 256 2 2 2 u  x du  dx . Do đó:  dv  cos xdx v  sin x   b) Đặt   2  0     2   x cos xdx   x sin x  2  sin xdx   cos x 2   1. 2 2 0 0 0 u  x du  dx  . Do đó:  x x dv  e dx v  e c)Đặt  1  0 1  1 1 xe dx  xe  e x dx  e  e x  e   e  1  1 . 0 0 0 x x u  e x du  e x dx  d) Đặt  dv  cos xdx  v  sin x    2  2   e x cos xdx  e x sin x 2  e x sin xdx . 0 0 0 u1  e x du1  e x dx  Đặt  dv  sin xdx  1 v1   cos x  2     2   e cos xdx  e 2  e cos x 2  e x cos xdx . 0 0 0 x CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN x Page 6 TÀI LIỆU THPT HAY   2   2    2 e x cos xdx  e 2  1  e x cos xdx  0 0 e 2 1 . 2 *Cách đặt u và dv trong phương pháp tích phân từng phần. b  b  x P( x)e dx a b P( x)ln xdx a  b P( x)cos xdx a  e x cos xdx a u P(x) lnx P(x) ex dv ex dx P(x)dx cosxdx cosxdx Chú ý: Điều quan trọng khi sử dụng công thức tích phân từng phần là làm thế nào để chọn u và dv  v dx thích hợp trong biểu thức dưới dấu tích phân f(x)dx. Nói chung ' nên chọn u là phần của f(x) mà khi lấy đạo hàm thì đơn giản, chọn dv  v dx là phần ' của f(x)dx là vi phân một hàm số đã biết hoặc có nguyên hàm dễ tìm. Có ba dạng tích phân thường được áp dụng tích phân từng phần:   Nếu tính tích phân  P( x)Q( x)dx mà P(x)là đa thức chứa x và Q(x) là một  ax trong những hàm số: e , cos ax, sin ax thì ta thường đặt ' du  P ( x)dx  u  P( x)    dv  Q ( x ) dx  v  Q( x)dx    Nếu tính tích phân  P( x)Q( x)dx mà P(x) là đa thức của x và Q(x) là hàm số  du  Q '  x  dx u  Q ( x )   ln(ax) thì ta đặt   dv  P( x)dx v  P( x)dx   CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN Page 7 TÀI LIỆU THPT HAY   Nếu tính tích phân I    eax cos bxdx hoặc  J  e ax sin bxdx thì   du  aeax dx u  e  ta đặt   1 dv  cos bxdx v  sin bx  b ax du  aeax dx u  e  hoặc đặt   1 dv  sin bxdx v   cos bx   b ax Trong trường hợp này, ta phải tính tích phân từng phần hai lần sau đó trở thành tích phân ban đầu. Từ đó suy ra kết quả tích phân cần tính. II.TÍCH PHÂN MỘT SỐ HÀM SỐ THƯỜNG GẶP 1. Tích phân hàm số phân thức a)Tính tích phân dạng tổng quát sau:  I   dx ax 2  bx  c  a  0 . (trong đó ax2  bx  c  0 với mọi x   ;   ) Xét   b2  4ac .  +)Nếu   0 thì I   a x  b  dx    2 tính được.  2a    1 dx +)Nếu   0 thì I  , a   x  x1  x  x2  (trong đó x1  I b   b   ; x2  ) 2a 2a x  x1  1 ln . a  x1  x2  x  x2  CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN Page 8 TÀI LIỆU THPT HAY     dx dx +) Nếu   0 thì I   2 2 2 ax  bx  c    b       a  x      2  2 a 4 a       Đặt x  b  1   tan t  dx  1  tan 2 t  dt , ta tính được I. 2 2  2a 4a 2 a  b) Tính tích phân: I    (trong đó f ( x)  mx  n dx, ax 2  bx  c  a  0 . mx  n liên tục trên đoạn  ;   ) ax 2  bx  c +) Bằng phương pháp đồng nhất hệ số, ta tìm A và B sao cho: mx  n A(2ax  b) B   ax 2  bx  c ax 2  bx  c ax 2  bx  c  +)Ta có I=     . Tích phân    Tích phân  mx  n A(2ax  b) B dx  dx  dx 2 2 2   ax  bx  c  ax  bx  c  ax  bx  c   A(2ax  b) dx = Aln ax 2  bx  c 2 ax  bx  c   dx tính được. 2 ax  bx  c b c) Tính tích phân I   a P( x) dx với P(x) và Q(x) là đa thức của x. Q( x)  Nếu bậc của P(x) lớn hơn hoặc bằng bậc của Q(x) thì dùng phép chia đa thức.  Nếu bậc của P(x) nhỏ hơn bậc của Q(x) thì có thể xét các trường hợp: + Khi Q(x) chỉ có nghiệm đơn 1 , 2 ,..., n thì đặt CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN Page 9 TÀI LIỆU THPT HAY An A1 A2 P( x) .    ...  Q( x) x  1 x   2 x  n   + Khi Q ( x)   x    x  px  q ,   p  4q  0 thì đặt 2 2 P( x) A Bx  C   2 . Q( x) x   x  px  q + Khi Q ( x )   x    x    với    thì đặt 2 A P( x) B C    2 . Q( x) x   x    x    1 Ví dụ 7. Tính tích phân:  0 4 x  11 dx . 2 x  5x  6 Giải: Cách 1.Bằng phương pháp đồng nhất hệ số ta có thể tìm A, B sao cho: A  2 x  5 4 x  11 B   2 , x  2 2 x  5x  6 x  5x  6 x  5x  6  2 Ax   5 A  B  4 x  11  , x  x2  5x  6 x2  5x  6 \ 3; 2 \ 3; 2 2 A  4 A  2   5 A  B  11  B  1 Vậy 2  2 x  5 4 x  11 1   , x  2 2 2 x  5x  6 x  5x  6 x  5x  6 1 Do đó  0 1 \ 3; 2 . 1 4 x  11 2x  5 dx dx  2 2 dx  2 x  5x  6 x  5x  6 x  5x  6 0 0  2  2ln x 2  5 x  6  1 x2 1 9  ln  ln . 0 x3 0 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN Page 10 TÀI LIỆU THPT HAY Cách 2. Vì x 2  5x  6   x  2  x  3 nên ta có thể tính tích phân trên bằng cách: Tìm A, B sao cho: 4 x  11 A B   , x  2 x  5x  6 x  2 x  3 \ 3; 2  A  B  x  3 A  B , x  4 x  11  x2  5x  6 x2  5x  6  \ 3; 2 A  B  4 A  3   3 A  2 B  11  B  1 Vậy 4 x  11 3 1   , x  x2  5x  6 x  2 x  3 1 Do đó  0 1 \ 3; 2 . 1 4 x  11 dx dx dx  3  x2  5x  6 x2 0 x3 0   3ln x  2 1 Ví dụ 8:Tính tích phân:  0  1 1 9  ln x  3  ln . 0 0 2 dx . x2  x  1 Giải: 1 Do  0 1  dx dx  2 2 x  x 1 0  1 3 x   2 4  Đặt x  1 3 3     tan t , t   ;   dx  1  tan 2 t  dt  2 2 2 6 3  1 Vậy  0 dx  x2  x  1 3   6  3 2 3 1  tan t  dt  2 3 2 3 2  dt  t 3 3 3  (1  tan 2 t ) 6 4 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN   3    3 9 . 6 Page 11 TÀI LIỆU THPT HAY 1 2 Ví dụ 9. Tính tích phân:  x3 dx . x2  1 0 Giải: 1 2  0 1 2 1 2 x3 x   dx  x    dx  xdx  2 x2  1 x  1   0 1   1 2  0 xdx x2  1 1 1 x2 1 1 1 3 2  2  ln x  1 2   ln . 2 2 8 2 4 0 0 2. Tích phân các hàm lượng giác 2.1.Dạng 1: Biến đổi về tích phân cơ bản Ví dụ 10: Hãy tính các tích phân sau:  2 a) J   sin 2x sin 7 xdx ;   2  2 b) K   cos x(sin 4 x  cos 4 x)dx ; 0  2  4sin 3 x c) M  dx . 1  cos x 0 Giải   2 2   1 1 a) J  cos5 xdx  cos9 xdx 2  2   2  2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN Page 12 TÀI LIỆU THPT HAY    1 1 4 sin 5 x 2  sin 9 x 2  .  18  45 10   2 2  b) Ta có cos x(sin x  cos x)  cos x  sin x  cos x 4 4 2 2  2  2sin 2 x cos2 x   1  1   1  3  cos x 1  sin 2 2 x   cos x 1  1  cos 4 x   cos x  cos x cos 4 x 4  2   4  4 3 1  cos x   cos5 x  cos3 x  . 4 8     2 2 2 2     3 1 1 K  cos x(sin 4 x  cos 4 x)dx  cos xdx  cos5 xdx  co3xdx 4 8 8 0 0 0 0    3 1 1 3 1 1 11  sin x 2  sin 5 x 2  sin 3 x 2     . 4 40 24 4 40 24 15 0 0 0 4sin 3 x 4sin 2 x sin x 4(1  cos2 x)sin x c)    4(1  cos x)sin x 1  cos x 1  cos x 1  cos x  M  2. 2.2.Dạng 2: Đổi biến số để hữu tỉ hóa tích phân hàm lượng giác 2.2.1.Tính I   dx asinx  b cos x  c Phương pháp: Đặt t  tan x 2dt  dx  2 1 t2 1 t2 2t Ta có: sin x  và cos x  1 t2 1 t2 I  dx  asinx  b cos x  c  CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN 2dt đã biết cách tính. 2 c  b t  2 at  b  c   Page 13 TÀI LIỆU THPT HAY Ví dụ 11. Tính  Giải: Đặt t  tan  dx 4cos x  3sin x  5 x 1 x 2dt  dt  1  tan 2  dx   dx 2 2 2 1 t2 2dt 2 dx dt 1  t   1 t2 2t cos x  3sin x  3 t 2  3t  2 3 3 1 t2 1 t2   x tan  1 t 1 2  ln  C  ln C. x t2 tan  2 2 2.2.2. Tính I   dx a sin 2 x  b sin x cos x  c cos 2 x  d Phương pháp: I   dx  a  d  sin 2 x  b sin x cos x   c  d  cos 2 x dx 2 cos x  2  a  d  tan x  b tan x   c  d   Đặt t  tgx  dt  Ví dụ 12. Tính: I  Giải:Ta có I   dx I  cos 2 x   dt đã tính được.  a  d  t 2  bt   c  d  dx . sin x  2sin x cos x  3cos 2 x 2 dx  sin 2 x  2sin x cos x  3cos 2 x Đặt t  tan x  dt   dx cos 2 x tan 2 x  2 tan x  3 dx cos2 x CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN Page 14 TÀI LIỆU THPT HAY I   Tính I  dt  t 2  2t  3   dt 1 t 1 1 tan x  1  ln  C  ln  C 2.2.3. 4 tan x  3  t  1 t  3 4 t  3 m sin x  n cos x  p dx . a sin x  b cos x  c Phương pháp: +)Tìm A, B, C sao cho: m sin x  n cos x  p  A a sin x  b cos x  c   B  a cos x  b sin x   C, x +) Vậy I    m sin x  n cos x  p dx = a sin x  b cos x  c = A dx  B a cos x  b sin x dx dx  C  a sin x  b cos x  c  a sin x  b cos x  c Tích phân  dx tính được a cos x  b sin x dx  ln a sin x  b cos x  c  C Tích phân  a sin x  b cos x  c dx Tích phân  a sin x  b cos x  c tính được. Ví dụ 13. Tính: I   cos x  2sin x dx . 4cos x  3sin x Giải: Bằng cách cân bằng hệ số bất định, tìm A và B sao cho: cos x  2sin x  A 4cos x  3sin x   B  4sin x  3cos x  , x cos x  2sin x   4 A  3B  cos x  3 A  4 B  sin x, x 2  A    4 A  3B  1 5   3 A  4 B  2 B   1  5 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN Page 15 TÀI LIỆU THPT HAY 2 1  2 1 4sin x  3cos x  I   . dx  x  ln 4cos x  3sin x  C .  5 5  5 5 4cos x  3sin x   2.3.Dạng 3: Đổi biến số để đưa về tích phân hàm lượng giác đơn giản hơn (Xem ví dụ 17, 20, 21) 2.4.Chú ý: Nguyên hàm dạng  R sin x,cos x  dx , với R sin x,cos x là một hàm hữu tỉ theo sinx, cosx Để tính nguyên hàm trên ta đổi biến số và đa về dạng tích phân hàm hữu tỉ mà ta đã biết cách tính tích phân.  Trường hợp chung: Đặt t  tan x 2dt  dx  2 1 t2 2t 1 t2 Ta có sin x  ;cos x  1 t2 1 t2  Những trường hợp đặc biệt: +) Nếu R  sin x,cos x  là một hàm số chẵn với sinx và cosx nghĩa là R   sin x,  cos x   R sin x,cos x  thì đặt t  tan x hoặc t  cot x , sau đó đưa tích phân về dạng hữu tỉ theo biến t. +) Nếu R  sin x,cos x  là hàm số lẻ đối với sinx nghĩa là: R   sin x,cos x    R sin x,cos x  thì đặt t  cos x . +) Nếu R  sin x,cos x  là hàm số lẻ đối với cosx nghĩa là: R  sin x,  cos x    R sin x,cos x  thì đặt t  sin x . 3.Tích phân hàm vô tỉ 3.1 .Dạng 1: Biến đổi về tích phân vô tỉ cơ bản 1 Ví dụ 14. Tính tích phân: I   0 dx . x 1  x Giải CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN Page 16 TÀI LIỆU THPT HAY 1 I  dx  x 1  x 0 1  0 1 Ví dụ 15:Tính tích phân  x Giải:  x 0 x3dx 1  x2  x3dx 0 1   3 3 2 1 2 2 x  1  x dx   x  1  x 2   2 2  2 3 0 3 1  x2 . 1   ( x3 1  x 2  x 4 )dx  0 2 2 1 15 . 3.2.Dạng 2: Biến đổi về tích phân hàm lượng giác (xem ví dụ 2) 3.3Dạng 3: Biến đổi làm mất căn Gồm: Đổi biến số t là toàn bộ căn thức Viết biểu thức trong căn dưới dạng bình phương đúng Ví dụ 15:Tính 1 I   x 3 1  x 2 dx 0 Giải: 1 I x 1 3 1  x dx   x 2 1  x 2 .xdx 2 0 0 2 2 2 2 2 Đặt t= 1  x  t  1  x  x  1  t Ta có: xdx=-tdt, Khi x= 0 thì t =1,khi x = 1 thì t =0 Vậy 1  t3 t5  2 2 2 I    (1  t )t dt       3 5  0 15 1 0 4.Tích phân chứa dấu giá trị tuyệt đối Phương pháp:Chúng ta phải phá dấu giá trị tuyệt đối CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN Page 17 TÀI LIỆU THPT HAY 2 Ví dụ 16: Tính J   x 2  1 dx 2 Giải: Lập bảng xét dấu của x 2  1 trên đoạn  2;2 x -2 -1 x2  1 1 2 Do đó I   2 + x  1 dx  2 x 2 0  1 dx  2 1 - 2 0 1 + 2  1  x  dx    x 2 1 2  1 dx 1 x3  1  x3  x3  1  2    x   x      x  4. 3  1  3 3  2  1 III.TÍCH PHÂN MỘT SỐ HÀM ĐẶC BIỆT 1.Cho hàm số y  f ( x) liên tục và lẻ trên đoạn  a; a  . Khi đó a  f ( x)dx  0 . I a  2 Ví dụ 17: Chứng minh I    xdx  0. 2 4  sin x  2   Giải: Đặt x  t  dx  dt . Khi x= 2 thì t = - 2 , khi x    Do đó : I=  2   2  2 thì t   2 tdt  I 4  sin 2 t  2 Suy ra : 2I = 0. Ta được I    xdx  0. 2 4  sin x  2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN Page 18 TÀI LIỆU THPT HAY 2.Cho hàm số y  f ( x) liên tục và chẵn trên đoạn  a; a  . Khi đó I a a a 0  f ( x)dx  2 f ( x)dx . Chứng minh : Ta có I  a 0 a a a 0  f ( x)dx   f ( x)dx   f ( x)dx (1) 0 Ta tính J   f ( x)dx bằng cách đặt x  t 0  t  a  dx  dt a J  0 0 a a a a 0 0  f ( x)dx   f (t )dt   f (t )dt   f ( x)dx (2) Thay (2) vào (1) ta được I  a a a 0  f ( x)dx  2 f ( x)dx  2 Ví dụ 18: Tính tích phân: I    Giải: x  cos x dx 2 4  sin x  2    2 2 2 x  cos x Ta có I  dx  2 4  sin x    2   x dx  2 4  sin x  2   cos x dx 2 4  sin x  2  x Do f1 ( x)  là hàm số lẻ trên 4  sin 2 x và f 2 ( x)       2 ; 2  nên cos x là hàm số chẵn trên 4  sin 2 x CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN 2   x dx  0 2 4  sin x  2      2 ; 2  nên ta có: Page 19 TÀI LIỆU THPT HAY    2 2 2     cos x cos x d (sin x) dx  2 dx   2 4  sin 2 x 4  sin 2 x (sin x  2)  sin x  2    0  2 2  1 sin x  2 1 Vậy I   ln 2  ln 3 . 2 sin x  2 2 0 3.Cho hàm số y  f ( x) liên tục và chẵn trên đoạn   :  . Khi đó   f ( x) 1 I   x dx   f ( x)dx a 1 2   Chứng minh: Đặt t= -x  dt= - dx at  1 Ta có f(x) = f(-t)= f(t); a +1= a +1= at x -t Khi x= -  thì t =  ; x =  thì t =-   Vậy   f ( x) a t f (t ) at  1  1 I   x dx   t dt   f (t )dt t a  1 a  1 a  1       f (t )   f (t )dt   t dt   f ( x)dx  I a  1      f ( x) 1 I   x dx   f ( x)dx a 1 2   Suy ra 1  x4 dx . Ví dụ 19 : Tính tích phân: I  x 2  1 1 Giải:Đặt t= -x  dt= - dx Khi x= - 1 thì t = 1 ; x =1 thì t =-1 1 Vậy 1 1 x4 t4 2t I  x dx    t dt   t t 4 dt 2 1 2 1 2 1 1 1 1` CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN Page 20
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan