1. Trang chủ
  2. » Khoa Học Tự Nhiên

Toán tích phân pot

11 296 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 11
Dung lượng 756,5 KB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Nội dung

 Dấu hiệu nhận biết : Khi tính những tích phân dạng ∫ fx.gxdxvới fx và gx là những hàm sơ cấp cơ bản không cùng loại ta thường dùng tích phân từng phần... bxdx Phương pháp: Biến đổi các

Trang 1

Chuyên đề: TÍCH PHÂN

A – CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN:

I – Phương pháp đổi biến số:

1) Đổi biến dạng u = u(x):

Phương pháp chung:

Bước 1: chọn t = u(x), trong đó u(x) là hàm số mà ta chọn cho thích hợp

Bước 2: Lấy vi phân dt = u’ (x)dx

• Bước 3: Biểu thị f(x)dx theo t và dt Giả sử rằng f(x)dx = g(t)dt

• Bước 4: Khi đó I = ∫g )(t dt

Hàm f(x) =

e x d x c

x b x a

+ +

+

cos sin

cos sin

t = tan 2

x

(với cos

2

x

0≠ ) Hàm f x = (x+a)(x+b)

1 )

+Với x + a < 0 và x + b < 0, đặt t = x+a+ −xb

Ví dụ: Tính các tích phân sau:

a) ∫ x2 +3

xdx

b) ∫ e x −1 c) dx ∫ + dx

e

e x

x

1 2

3 d) ∫x(x+1)10dx

Giải

a) Đặt u= x2 +3⇒u2 = x2 +3⇒2udu =2xdxudu =xdx

C x

C u du u

udu x

xdx

+ +

= +

=

=

=

3

2 2

b) Đặt u= e x−1⇒u2 =e x −1⇒2udu=e x dx,e x =u2 +1

1

2 2

2 +

=

=

u

udu e

udu

dx x

c) Đặt u=e xdu =e x dx , e2x =( )e x 2 =u2

C e

e C u u

u

du du

u

du u u

udu u dx

e

x x

x

+

= +

=

+

= +

= +

=

1 arctan

2 1 2

arctan 2 2

1 2

2 1

2 1

2

2 2

C e e

C u u

du u

du du u

u dx

e

e e dx

e

x

x x x

x

+

= +

= +

= +

= +

=

1

1 1

1

2 2

2 2

3

d) Đặt u= x+1⇒x=u−1⇒dx=du

C x

x C

u u du u du u du u u dx

x

11

1 ) 1 ( 12

1 11

12 )

1 ( )

1

(

2) Đổi biến dạng x = ϕ(t)

Phương pháp chung:

• Bước 1: chọn x = ϕ(t), trong đóϕ(t) là hàm số mà ta chọn cho thích hợp

• Bước 2: Lấy vi phân dx = ϕ’ (t)dt

• Bước 3: Biểu thị f(x)dx theo t và dt Giả sử rằng f(x)dx = g(t)dt

• Bước 4: Khi đó I = ∫g )(t dt

 Các dấu hiệu:

Trang 2

Dấu hiệu Cách chọn

2

2 x

2 2

π

x = a cost với 0≤t≤π

2

2 a

x

t

a x

sin

2

;

2 



−

t

a x

cos

2

\

;

t

2

2 a

2 2

π

π < <

x = a cot t với 0<t

x

a

x

a

+ hoặc

x a

x a

+

Ví dụ: Tính ∫ 1−x2dx

Giải

Đặt x = sint với

2 2

π

t t

t t

x và t t

x′( )=cos 1− 2 = 1−sin2 = cos2 = cos =cos

2 2

π

C t t

t td dt

dt

t tdt

tdt t

dx

4

1 2

1 ) 2 ( 2 cos 4

1 2

1 2

cos 2 1 cos

cos cos

2

1 cos sin 2

1 2 sin 4

1 arcsin

2 2

π π

Nên ∫ −x2dx= x+ x 1−x2 +C

2

arcsin 2

1 1

Chú ý: Tính tương tự như trên ta có công thức sau:

C x a x x a

dx

x

2 2

arcsin

π

II – Phương pháp tích phân từng phần:

Ta thực hiện theo các bước sau:

• Bước 1: biến đổi tích phân ban đầu về dạng: ∫ f(x).g(x)dx

• Bước 2: Đặt

=

=

=

=

?

? )

(

) (

v

du dx

x g dv

x f u

• Bước 3: Khi đó:

I = u v − ∫ udu

Trang 3

Dấu hiệu nhận biết : Khi tính những tích phân dạng f(x).g(x)dxvới f(x) và g(x) là những hàm sơ cấp

cơ bản không cùng loại ta thường dùng tích phân từng phần Cụ thể như sau:

a) Nếu f(x) là hàm đa thức và g(x) là những hàm như hàm sin, cos, hàm mũ thì đặt:

u = f(x) ; dv = g(x)dx

b) Nếu f(x) là hàm đa thức và g(x) là hàm lôgarit thì đặt u = g(x),dv = f(x)dx

c) Nếu ∫ f(x).g(x)dx=∫e axcos(bx)dx hoặc∫ f(x).g(x)dx=∫e axsin(bx)dx thì đặt:

u = cos(bx) , dv = e dx hoặc u = sin(bx) , dv = ax e dx ax

d) Nếu f(x) = x2 ±a2 hoặc f(x) = a2 −x2 , g(x) = 1 thì đặt u = f(x) , dv = g(x)dx = dx

Ví dụ: Tính tích phân sau: x cos xdx

Giải

Đặt

=

=

=

=

x v

dx du xdx

dv

x

u

sin cos

x.cosxdx=x.sinx− sinxdx=xsinx+cosx+C

B – TÍCH PHÂN CỦA MỘT SỐ HÀM SỐ THƯỜNG GẶP:

I – Tích phân hàm hữu tỉ:

1) Tích phân của các hàm hữu tỉ đơn giản:

+

a

b

ax

dx

1 1

1

+

=

b ax a k b

ax

dx

k k

c) ∫ x2 +A bx dx+c

Phương pháp chung: Biến đổi

4

4 2

2 2

x c bx

 +

= + +

Đặt

2

b

x

u = + chuyển tích phân đã cho về dạng ∫ 2 ± 2

a u

du A

Cách giải khác:

• Khi biệt thức ∆ của biểu thức dưới mẫu dương ta có cách giải sau:

Hướng giải ta phân tích:





=

=

=

+

1 2

2 1 2

1 2

1 1

) (

1 )

)(

(

) ( ) ( ) (

1 )

)(

(

1 1

x x x x x x a x

x x x

x x x x x x a x x x x a c

bx

ax

• Khi ∆= 0

=

= + +

= +

0

2 0 2

2 0 2

d) ∫ x Ax2 ++bx B+dx c

)

(

Biến đổi

c bx x

b A B c

bx x

b x A c bx x

B Ax

+ +

− +

+ +

+

= + +

+

2 2

2

2

2

2

sau đó đưa tích phân đã cho về dạng: ∫du u và tích phân dạng c)

x x

x

∫ 22++3+1

Giải

Trang 4

Ta có:

1

2 1

1 2 1

3 2

2 2

+

= + +

+

x x x

x

x x

x

x

C x

x x

x

dx x

x

x x d dx x x

dx x x

x dx

x

x

x

+

 + +

+ +

=

+

 +

+ + +

+ +

= + +

+ + +

+

= +

+

+

2

1 3

2 arctan 3

4 ) 1 ln(

4

3 2 1

2 1

) 1 (

1

2 1

1 2 1

3

2

2

2 2

2 2

2 2

2) Tích phân các hàm hữu tỉ dạng tổng quát dạng dx

x Q

x P

∫ (( ))

a) Bậc P(x) nhỏ hơn bậc Q(x):

- Phân tích Q(x) thành tích các nhị thức bậc nhất, tam thức bậc hai hoặc các lũy thừa của chúng

) (

1 1

2 1 2

2 1

1

+ +

+

+ +

+ +

+ +

C x B x A

F Ex b

x a

B b

x a

A x

Q

x P

Trong đó A, B, ….là các hằng

số thực chưa biết, để tìm chúng ta quy đồng mẫu số ở vế phải, sau đó đồng nhất thức hai tử số ở VT và VP, hoặc cho x các giá trị đặc biệt đưa đến một hệ phương trình đối với các hệ số đó(Phương pháp này gọi là hệ

số bất định)

Ví dụ: Tính x3 −1

xdx

Giải

) 1 )(

( ) 1 (

1 1

1 1

2 2

2

− +

+ + +

= + +

+ +

= + +

=

x C Bx x

x A x

x

C Bx x

A x

x x

x x

x

(A B)x (A B C)x A C x

C Bx x

x

A

Cách 1: Đồng nhất thức hai vế của (*) ta được:

=

=

=



=

=

+

=

+

3 1 3 1 3 1

0

1

0

C B A

C

A

C

B

A

B

A

Cách 2: Cho x = 1 : (*)

3

1 3

Cho x = 0: (*)

3

1

Cho x = - 1: (*)

3

1 3

2 2 3

1 2 2

Từ đó ta có:

1

1 3

1 1

1 3

1

=

x x

x

x

=

x x

dx x

xdx

1

1 3

1 1 3

1

b) Bậc P(x) lớn hơn hoặc bằng bậc Q(x):

Ta chia P(x) cho Q(x) phân tích

) (

) (

x Q

x P

đưa về dạng a) trên

x

x x

∫ 3++21 4

Trang 5

Ta có:

1 1

2

3 3

4

+ +

= +

+

x

x x x

x

x

x

x xdx

dx x

x x

+

+

1 1

2

3 3

4

(Bạn đọc tự giải tiếp)

II – Tích phân các hàm số lượng giác:

1) Dạng R(cosx,sinx)dx , với R(cosx,sinx) là biểu thức hữu tỉ đối với sinx, cosx .

Phương pháp chung: Đặt

2 tanx

t =

2

2 1

1 cos , 1

2 sin

t

dt dx

và t

t t t

t x

+

= +

= +

=

Biến đổi tích phân dạng này về tích phân hàm hữu tỉ

Ví dụ: Tính sin x dx+1

Giải

1

2 sin

, 1

2 2

tan

t

t x t

dt dx

x

t

+

= +

=

=

dt t

dt t

t x

dx

+ +

= + +

= +

= + + +

=

2 tan 1

2 1

2 1

2 1

2 1 1

2

1 1

2

Đặc biệt:

• Nếu R(-sinx, cosx) = - R(sinx, cosx) thì đặt t = cosx

• Nếu R(sinx, -cosx) = - R(sinx, cosx) thì đặt t = sinx

• Nếu R(-sinx, -cosx) = R(sinx, cosx) thì đặt t = tanx

Ví dụ: Tính ∫sin2 x.cos3 xdx

Giải

Ta có:

R(sinx, cosx) = sin2 cos3 (sin , cos ) sin2 ( cos )3 sin2 cos3 (sin ,cos )

x x R x x x

x x

x R x

Nên ta đặt t = sinx ⇒dt =cosxdx

(t t )dt t t C x x C dt

t t xdx x

x xdx

∫sin cos sin cos cos (1 ) 3 5 sin3 sin5

5 3

5 3 4

2 2

2 2

2 3

2

2) Dạng ∫cosax cos bxdx , ∫sinax sin bxdx , ∫cosax sin bxdx

Phương pháp: Biến đổi các hàm dưới dấu tích phân thành tổng.

Ví dụ: Tính ∫cos3x.sin5xdx

Giải

2

1 8 sin 2

1 ) 3 5 sin(

) 5 3 sin(

2

1 5 sin

3

C x x

C x x

dx x x

xdx

= +

= +

4

1 4

1 2

cos 2

1 2

1 8 cos 8

1 2

1 )

2 sin 8 (sin 2

1 5

sin

3

cos

3) Dạng ∫sinn xdx, ∫cosn xdx :

Phương pháp:

Cách 1: Áp dụng dạng 1) phần đặc biệt.

Cách 2: Nếu n chẵn (n nhỏ) dùng công thức hạ bậc

2

2 cos 1 sin , 2

2 cos 1

x x

Trang 6

Ví dụ: Tính ∫cos4 xdx

Giải

x x

x x

x x

x x

x

4 cos 8

1 2 cos 2

1 8

3 ) 4 cos 1 ( 8

1 2 cos 2

1 4 1

2 cos 2

cos 2 1 4

1 2

2 cos 1 cos

2 2

2 4

+ +

= +

+ +

=

+ +

=

 =

=

=

Suy ra: ∫ xdx= x+ x+ sin4x+C

32

1 2 sin 4

1 8

3 cos4

III – Tích phân các hàm vô tỉ:

Dạng ∫R(x, ax2 +bx+c)dx,a≠0

Phương pháp chung:

Biến đổi

 +

= + +

4

4 2

2 2

x a c bx

a) ∫R (u 2 +u2)du

1 , α Đặt u =αtant với

2 2

π

b) ∫R (u 2 −u2)du

2 , α Đặt u=αsint với

2 2

π

c) ∫R (u u2 − 2)du

t

u

cos

α

2

\

;

t

Chú ý: Tích phân dạng này có nhiều phương pháp tính, trong một số trường hợp đặc biệt có thể dùng

một số cách biến đổi đơn giản hơn như các ví dụ sau:

Ví dụ1: Tính I =∫ −x2 +4x+5dx

Giải

Ta có: −x2 +4x+5=−x2 +4x−4+9=9−(x−2)2

Đặt: u = 3sint với

2 2

π

C x

x x

x C

u u u

C t t

dt

t tdt

I

u t

t u

tdt

du

+ + +

− +

= +

− +

=

+ +

=

+

=

=

=

=

=

5 4 2

2 3

2 arcsin 2

9 9

2

1 3

arcsin

2

9

2 sin 4

9 2

9 2

2 cos 1 9 cos

9

3 arcsin ,

cos 3 9

, cos

3

2 2

2

2

x x

x

I =∫ −+ +

4 2

3 2

Giải

Ta có

:

x d x

x

x x

d

x x

dx dx

x x

x I

+ +

− +

− +

+

= +

− +

+

+

=

+

+ +

=

4 2 1

ln 4 4 2 3

1

) 1 ( 4 4 2

) 4 2 (

2

1

4 2

4 4 2

2 2

2

1

2 2

2 2

2

2 2

Trang 7

C – BÀI TẬP ÁP DỤNG:

Bài 1: Tính các tích phân sau:

1 ∫3 x3 +5.x2dx 2 1 x x2dx

0

3 1−

∫ 3 1 x x2dx

0

1−

∫ 4 ∫

2

1

2 2

x xdx

5 ∫2 +

0 3 2sin

cos

2

π

x

xdx 6 1 3 1

0

x x 7 ∫2

0

5 sin

π

xdx 8 ∫2 +

0

2 3 cos sin π

x xdx

9 ∫2 −

3

2 x x2 1

dx

10 3 x5 xdx

∫ + 12 ∫ (1−x)2001dx

13 ∫ + dx

x

1

x

e

1 e

x

x 2

∫ − + 15 ∫ ( x+3)3dx 16.∫cos4x.sinxdx

17 ∫ + dx

1

e

e

2

x

x

18 ( )

x

1 x ln

2 2 19

dx x

x ln 4 3

∫ − 20.π∫

0

2

2 sin dx

e x

21 ∫e x dx

0

2

ln

22. x xdx

e

ln ) 1 ( 1

2

∫ − 23 ∫2

0

2 cos

π

xdx

x 24.∫2 −

0 cos

π

xdx

e x

25 ∫ (2x+3)3dx 26 ∫ dx

2

x sin2

27 ∫cot2xdx

28 ∫tanxdx

x

cos

x

tan

3 30 ex(2 e x)dx

2

e x

x

2 e

e x

x

∫ +

2 x

x

1

2 34.∫ x2 +dxx+3 35 ∫x2 −dxx+10 36 ∫ x2 −dx2x−1

37 ∫6x3 −7dxx2 − x 38.∫ (x+1xdx)(2x+1) 39 dx

2 x x

7 x 2

1 x 6 x 9

5 x 2

∫ −+ +

6 x

x

7

x

2

2 x x

7 x 2 2

∫ − − + 43.∫x4 −xdxx2 +2 44.∫x4 −xdxx2 −1

∫ 2 +2 ++112 −4

x

x

dx x

46.∫x6 −xxdx3 −2

5

47 dx

x

x

∫ 4 +−11

2

48

∫ + − + dx

x

x

x

x

2 3

3

2

4

2

x x x

x

x

1 2 2

1 2 3

4

2

50 ∫x(x +1)

xdx 2

x x

1 x 3

3

∫ −− 52 ( )

∫ xx x−2 +x2+x2+dx1 3

∫ xx x−2 +x2+x2+dx1

3

54 ∫ ( − )10

2 x 1

dx x

55 dx

10

5 3 2 x

x x x

Bài 2: Tìm họ nguyên hàm của các hàm số:

1 ( )

2

x cos

x

f = 2 2 f( )x =sin3x 3 f(x) = (1 – 2x2)3 4 ( ) 33x 2

x

x e x x 2 x

x

x 2

x

f

2

+

2 x 4 x

1 x

f

+

− +

Trang 8

8 

4 x cos 3

x

9 cos3x 10 cos4x 11 sin4x + cos4x

12 sin62x + cos62x 13 f(x) = lnx 14 f(x) = (x2 + 1)e2x 15 f(x) = x2sinx

d f(x) = exsinx

16 f( )x =xcos x 17 f(x) = ex(1 + tanx + tan2x) 18 f( )x =e x

x

x ln

x

= 20 f(x) = (x + 1)2cos2x 21 f(x) = e-2x.cos3x 22 sin(lnx)

23 f( )x = x2 +K (K≠0) 24 f(x) = x3lnx 25 f(x) = (x2 + 2)sin2x 26

( )x xsin x

Bài 3: Cho hàm số ( )

2 x x

5 x 2 x x

2

+

+ +

=

a Tìm m, n, p để ( ) ( )

2 x

p 1 x

n 1

x

m x

+

+

+

=

b Tìm họ nguyên hàm của f(x)

Bài 4: Tìm họ nguyên hàm của hàm số

1 ( )

 +

=

4 x cos x

sin

1 x

f

π 2 ( )

1 x sin 2

1 x

f

+

 +

=

4 x tan x tan x

4 ( )

x cos x sin

3

2 x

f

+

x cos 2 x sin

x cos 3 x sin 4 x f

+

+

= 6 ( )

x 2 cos x sin 3 2

x cos 8 x

f

− +

=

7 ( )

1 x cos x sin

2

x sin 5 x

f

+

x cos x sin 3

1 x sin 4 x

f

2

+

+

= 9 f(x) = cos3x.cos5x

10 f(x) = sin3xsin3x 11 f(x) = sin3x.cos3x + cos3x.sin3x 12 ( )

x cos x sin

x 2 cos x

f

+

=

13 ( )

x cos x sin

x cos x sin

x

f

+

= 14 ( )

 + +

=

4 x cos x cos

1 x

f

π 15 ( )

x cos x sin 2

1 x

f

− +

=

16 ( )

x cos 3 x sin

x cos x

f

2

+

x 2 sin 1

x sin x

f

+

= 18 f(x) = sinx.sin2x.cos5x

 +

 −

3 tan x 3 tan x tan

x

20 f(x) = (sin4x + cos4x)(sin6x + cos6x)

( ) (2 sin2x)

4 x

sin

x

 −

22 ( )

x 2 sin 3 x 6 sin x sin 3

x sin x

f

3

=

d ( )

x sin 2 x sin

1 x

f

x sin

x x

x sin 1

x cot x

f

+

=

 +

 +

=

6 x cot 3 x tan

x

x cos x sin 2

dx 2

Bài 5: Tính các tích phân sau:

Trang 9

1 ∫cos5x tan xdx 2 ∫cos3x tan xdx 3. dx

x x

x x

∫tansin3+.sincot42 4

x

x x

x

sin

2

cos

sin

cos

5.∫4 sin3x.cos5x

dx

6.∫cosxsinsin2 x+1

xdx

7

dx x x

x x

dx

∫3sin2 −2sin cos −cos2

D – CÁC ĐỀ THI ĐẠI HỌC VÀ CAO ĐẲNG TỪ NĂM 2002-2003 ĐẾN 2006-2007

I Tính các tích phân sau: ( Dùng tích phân đổi biến số)

1

1 3

2

x

dx

x +

3ln 2

3

ln 3 ( 1)

x x

e dx

0

1 cos xs inx.cos x dx

π

2 3

2

dx

5

1

0

1

ln10 2

x x

e dx

e

∫ 7 2

1 3 0

. x

x e dx

7 3 0

2 1

x

dx x

+ +

0

1 2 sin

1 sin 2

x dx x

π

+

∫ 10

2

1

x dx x

∫ 11

1

e

x x dx x

+

12

2

0

sin 2 osx

1 osx

x c

dx c

π

+

2

0

sin 2 s inx

1 3cos

x

dx sx

π

+ +

2

0

sin 2

os 4 sin

x

dx

π

+

2

ln xx dx

1

3 2 ln 1 2 ln

e

x dx

− +

6

2

1

2x+ +1 4x+1 dx

18

10

5

1

2 1 dx

xx

5

x

dx

x +

ln 5

ln 3

1

e + e− −

21

1

0

3

x x + dx

2 4 2 0

1 1

x x

dx x

− + +

3 2

0

4sin

1 osx

x dx c

π

+

24

1

0

1

xx dx

3

0

1.

x + x dx

∫ 26

2 0

2 1

dx x

+ +

27

1

3

0 1

x

dx x

+

∫ 28

3

1

3

x

dx

− + + +

1

2

01

x dx x

+

30

1

2

0

x x + dx

∫ 31

2

4

s inx-cosx

1 sin 2x dx

π

1

0

os2

1 2sin 2

c x

dx x

+

33

1

3 0

os2

s inx-cosx+3

c x

dx

2

2 0

os 7-5sinx-cos

dx x

π

3 2

0

4sin

1 osx

x dx c

π

+

Trang 10

36

ln 2 2

x x

e

dx

e +

∫ 37

2 2

0 sin x tgxdx

π

2 Tính các tích phân sau (Dùng tích phân từng phân kết hợp đổi biến số nếu có)

0

2 x.

xe dx

0 ( x 1) sin 2 x dx

π +

1

2 ln

xx dx

0

1 osx

π

s inx

0

osx

tgx e c dx

π

+

2 1

1

ln

e

x

x dx x

+

7 2 3

0

sin 5

x

π

ln 2 5 0

x

x e dx

∫ 9.1 ( 2)

0

ln 1

x + x dx

0

x x + dx

2 2 1

ln(1 x )

dx x

+

∫ 12

3

1

1 ln

e

x

x dx x

sinx

0

osx osx

π

+

2 osx 0

s in2x d

c

π

4 2

0 os x

x dx c

π

16

2

2

0

ln

0

s in2x d

c

π

2 3 1

x

A TÍCH PHÂN HÀM HỮU TỶ:

1

1 2

0 1

x x

dx

x

+

1 2 0

2008

2dx

x − −x

1

3 2 0

x

dx

x x x

1 2

02 5 2

dx

x + x+

5

0

dx

2 2

1

x dx x

1 2

dx

x + x+

8

1

2

dx

xx+

1 2

dx

x + x+

1 2

dx

x + x+

1

2 2

dx

x + x+

12

1 3

2

x dx

x + x+

2 0

1

x dx

x x

+

1 2

xdx

x x

2 2 2

1 7 12

x dx

xx+

16 5( )

2

4

x dx

x x

2 0

x dx

x x

+

1 2 0

4

x dx x

0 2

dx

x x

−∫ − +

B TÍCH PHÂN HÀM VÔ TỶ:

1

1

0

1

xx dx

1

0 2 1

x dx

x+

7

2 3

;

4

1

x

dx

x+

3 2

0

1 1

x dx x

+ +

7

1

1

2 x 1dx

4

1

1 (1 )dx

x + x

9

2

3 1

dx

x x

1

dx

x+ + x

4 2

dx

x x +

2

2 3 0

1

x x + dx

Trang 11

13

2

2

2 1

2

1

dx

xx

2

3

1 1

dx

x +x

1 3

2

x dx

x+ +x

1 3 0

1 1

x dx x

+ +

17

2 2 0

xx dx

18

2

0

4

xx dx

3

+ − −

0

sin

x

dx

π

+

Ngày đăng: 05/07/2014, 05:20

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

w