Chú ý: Để sử dụng phương pháp này cần phải: – Nắm vững bảng các nguyên hàm.. – Nắm vững phép tính vi phân.. Tìm nguyên hàm Fx của hàm số fx thoả điều kiện cho trước:... – Nếu bậc của Px
Trang 1Thaygiaongheo - Video - Tài liệu học tốn THPT
1 Khái niệm nguyên hàm
Cho hàm số f xác định trên K Hàm số F đgl nguyên hàm của f trên K nếu:
Nếu F(x) là một nguyên hàm của f(x) trên K thì họ nguyên hàm của f(x) trên K là:
f x dx( ) F x( ) C, C R
Mọi hàm số f(x) liên tục trên K đều có nguyên hàm trên K
2 Tính chất
f x dx'( ) f x( )C f x( )g x dx( ) f x dx( ) g x dx( )
kf x dx( ) k f x dx k ( ) ( 0)
3 Nguyên hàm của một số hàm số thường gặp
0dx C
dx x C
1
1
x
1dx ln x C
e dx x e xC
ln
x
a
cos xdx sinx C
sinxdx cosx C
2
1
tan cos x dx x C
2
1
cot sin x dx x C
cos(ax b dx) 1sin(ax b) C a( 0)
a
1 sin(ax b dx) cos(ax b) C a( 0)
a
mx n
1
1
ax b
a
e ax b dx 1e ax b C a, ( 0)
a
1 dx 1lnax b C
ax b a
cos (ax b)dx a ax b C
sin (ax b)dx a ax b C
CHƯƠNG III NGUYÊN HÀM, TÍCH PHÂN VÀ ỨNG DỤNG
I NGUYÊN HÀM
Trang 2Thaygiaongheo - Video - Tài liệu học tốn THPT
4 Phương pháp tính nguyên hàm
a) Phương pháp đổi biến số
Nếu f u du( ) F u( ) C và uu x( ) có đạo hàm liên tục thì:
f u x u x dx ( ) '( ) F u x ( )C
b) Phương pháp tính nguyên hàm từng phần
Nếu u, v là hai hàm số có đạo hàm liên tục trên K thì:
udv uv vdu
VẤN ĐỀ 1: Tính nguyên hàm bằng cách sử dụng bảng nguyên hàm
Biến đổi biểu thức hàm số để sử dụng được bảng các nguyên hàm cơ bản
Chú ý: Để sử dụng phương pháp này cần phải:
– Nắm vững bảng các nguyên hàm
– Nắm vững phép tính vi phân
Bài 1 Tìm nguyên hàm của các hàm số sau:
a) f x( ) x2–3x 1
x
4 2
f x
x
2
1 ( ) x
f x
x
d)
2 2 2
( ) x
f x
x
3
( )
f x
g) ( ) 2 sin2
2
x
f x h) f x( ) tan 2x i) f x( ) cos 2x
k)
2 2
1 ( )
sin cos
f x
2 2
cos 2 ( )
sin cos
x
f x
m) f x( ) 2sin 3 cos 2 x x
n) f x( )e xe x– 1 o)
2
cos
x
f x e
x
p) f x( )e3x1
Bài 2 Tìm nguyên hàm F(x) của hàm số f(x) thoả điều kiện cho trước:
a) f x( ) x3 4x 5; F(1) 3 b) f x( ) 3 5 cos ; x F( ) 2
c)
2
3 5
x
2
x
x
e)
3 2
1
x
x
g) ( ) sin 2 cos ; ' 0
3
f x x x F
h)
4 3 2
x
i)
3 3
2
( 1)
x
k) ( ) sin2 ;
x
f x F
Bài 3 Tìm nguyên hàm F(x) của hàm số f(x) thoả điều kiện cho trước:
Trang 3Thaygiaongheo - Video - Tài liệu học tốn THPT
a)
2
f x x x F b) f x( )xcos ; ( ) 0x F
c) f x( ) ln ; x F(2) 2 d) f(x) = (x + 4).ex ; F(2) = 5
e) f(x) = sin(
2 6) ; F(
2
3 ) = -2 f) f(x) =
2
3
x ; F(4) = 1
g) f(x) = 2xlnx ; F(1) = -1 h) f(x) = 3x2 - 1
4e x
x ; F(1) = 4e
i) Tính đạo hàm của hàm số : y =
x
x , từ đó suy ra 1 nguyên hàm G(x) của f(x) = x(2 – lnx), biết G(1) = 2
Bài 4 Chứng minh F(x) là một nguyên hàm của hàm số f(x):
a) ( ) (4 5)
( ) (4 1)
x x
b) ( ) tan45 3 53 ( ) 4 tan 4 tan 3
c)
( ) ( 3).
( ) ( 4).
x x
f x x e và tìm một nguyên hàm G(x) của f(x) biết G(2) = 5
VẤN ĐỀ 2: Tính nguyên hàm f x dx( ) bằng phương pháp đổi biến số
Dạng 1: Nếu f(x) có dạng: f(x) = g u x u x thì ta đặt ( ) '( ) tu x( ) dtu x dx'( )
Khi đó: f x dx( ) = g t dt( ) , trong đó g t dt( ) dễ dàng tìm được
Chú ý: Sau khi tính g t dt( ) theo t, ta phải thay lại t = u(x)
Dạng 2: Thường gặp ở các trường hợp sau:
Bài 1 Tính các nguyên hàm sau (đổi biến số dạng 1):
5
(3 2 )
dx x
d) (2x2 1)7xdx e) (x3 5)4 2x dx f)
2 5
x dx
x
g) x2 1.xdx h)
2 3
3
5 2
x dx x
dx
x x
k) sin4xcosxdx l)
5
sin cos
x dx x
2
tan cos
xdx x
f(x) có chứa Cách đổi biến
2 2
x a t t hoặc x a cos ,t 0 t
2 2
a x
tan ,
x a t t hoặc x a cot ,t 0 t
Trang 4Thaygiaongheo - Video - Tài liệu học tốn THPT
n)
3
x
x
e dx
e
x
e dx x
q)
3
ln x
dx
x
1
x
dx
e
tan 2
cos
x
e dx x
Bài 2 Tính các nguyên hàm sau (đổi biến số dạng 2):
a)
2 3
dx
x
2 3
dx x
d)
2
4
dx
x
1
dx x
g)
2
2
1
x dx
x
1
dx
x x
VẤN ĐỀ 3: Tính nguyên hàm bằng phương pháp tính nguyên hàm từng phần
Với P(x) là đa thức của x, ta thường gặp các dạng sau:
Bài 1 Tính các nguyên hàm sau:
a) x.sinxdx b) xcosxdx c) (x2 5)sinxdx
d) (x2 2x 3) cosxdx e) xsin 2xdx f) xcos 2xdx
2
3 x
x e dx
k) xlnxdx l) ln xdx2 m) ln(x2 1)dx
n) xtan2 xdx o) x2cos2xdx p) x2cos2xdx
q) xln(1 x dx2) r) x.2x dx s) xlgxdx
VẤN ĐỀ 4 : Tính nguyên hàm của một số hàm số thường gặp f(x) là hàm hữu tỉ: ( ) ( )
( )
P x
f x
Q x
– Nếu bậc của P(x) bậc của Q(x) thì ta thực hiện phép chia đa thức
– Nếu bậc của P(x) < bậc của Q(x) và Q(x) có dạng tích nhiều nhân tử thì ta phân tích f(x) thành tổng của nhiều phân thức (bằng phương pháp hệ số bất định)
Chẳng hạn: 1
x a x b x a x b
( ). x
P x e dx
P x( ).cosxdx P x( ).sinxdx P x( ).lnxdx
Trang 5Thaygiaongheo - Video - Tài liệu học tốn THPT
2
1
với b ac
x m
1
x a x b x a x b
Bài 1 Tính các nguyên hàm sau:
a)
( 1)
dx
x x
( 1)(2 3)
dx
x x
2 2
1 1
x dx x
d)
2 7 10
dx
x x
2 6 9
dx
x x
2 4
dx
x
g)
( 1)(2 1)
x dx
x x
x dx
x x
3
2 3 2
x dx
x x
k)
2
dx
x x
dx x
Bài 2 Tính các nguyên hàm sau:
a) sin 2 sin 5x xdx b) cos sin 3x xdx c) (tan2x tan4x dx)
d) cos2
1 sin cos
x dx
g) 1 sin
cos
x dx x
3
sin cos
x dx x
l) cos xdx3 m) sin xdx4
1 Khái niệm tích phân
Cho hàm số f liên tục trên K và a, b K Nếu F là một nguyên hàm của f trên K thì:
F(b) – F(a) đgl tích phân của f từ a đến b và kí hiệu là ( )
b a
f x dx
b a
f x dxF b F a
Đối với biến số lấy tích phân, ta có thể chọn bất kì một chữ khác thay cho x, tức là:
f x dx f t dt f u du F b F a
Ý nghĩa hình học: Nếu hàm số y = f(x) liên tục và không âm trên đoạn [a; b] thì diện tích S
của hình thang cong giới hạn bởi đồ thị của y = f(x), trục Ox và hai đường thẳng x = a, x = b là:
II TÍCH PHÂN
Trang 6Thaygiaongheo - Video - Tài liệu học tốn THPT
b a
S f x dx
2 Tính chất của tích phân
0
0
f x dx
f x dx f x dx
kf x dxk f x dx
f x g x dx f x dx g x dx
f x dx f x dx f x dx
Nếu f(x) 0 trên [a; b] thì ( ) 0
b a
f x dx
Nếu f(x) g(x) trên [a; b] thì ( ) ( )
f x dx g x dx
3 Phương pháp tính tích phân
a) Phương pháp đổi biến số
( )
u b b
f u x u x dx f u du
trong đó: u = u(x) có đạo hàm liên tục trên K, y = f(u) liên tục và hàm hợp f[u(x)] xác
định trên K, a, b K
b) Phương pháp tích phân từng phần
Nếu u, v là hai hàm số có đạo hàm liên tục trên K, a, b K thì:
b a
udv uv vdu
Chú ý: – Cần xem lại các phương pháp tìm nguyên hàm
– Trong phương pháp tích phân từng phần, ta cần chọn sao cho
b a
vdu
dễ tính
hơn
b
a
udv
VẤN ĐỀ 1: Tính tích phân bằng cách sử dụng bảng nguyên hàm
Biến đổi biểu thức hàm số để sử dụng được bảng các nguyên hàm cơ bản Tìm nguyên hàm F(x) của f(x), rồi sử dụng trực tiếp định nghĩa tích phân:
b a
f x dxF b F a
Chú ý: Để sử dụng phương pháp này cần phải:
– Nắm vững bảng các nguyên hàm
Trang 7Thaygiaongheo - Video - Tài liệu học tốn THPT
– Nắm vững phép tính vi phân
Bài 5 Tính các tích phân sau:
2
1
3
) 1 2
2
1
1 3
x
2
1 2
1
dx x x
d)
2
2
1 2
x
dx x
1
2 2
2 4 4
dx x
x
2 1
e
x x
g)
1
2 2
0
( 1)
x x dx k)
2 2 3 1
2
dx x
2 3 1
2
x dx
1 3 0
1 1
dx x
Bài 6 Tính các tích phân sau:
a)
2
1
1
x dx
5 2
dx
x 2 x 2
2
1
(x x x x dx)
d) 2
0 2
1
xdx
dx x
2 2
0 3 3
3 1
x dx x
0 x x 9dx
Bài 7 Tính các tích phân sau:
0
) 6 2
3
(2sinx 3cosx x dx )
0
sin 3x cos 2x dx
d) 4
2
0
tan
cos
x dx
x
4
3tan x dx
6
(2 cot x 5)dx
g) 2
0 1 sin
dx
x
h) 2
0
1 cos
1 cos
x dx x
0
sin x.cos xdx
k)
3
2
6
(tanx cot )x dx
4 4 0
cos x dx
VẤN ĐỀ 2: Tính tích phân bằng phương pháp đổi biến số Dạng 1: Giả sử ta cần tính ( )
b a
g x dx
Nếu viết được g(x) dưới dạng: g x( ) f u x ( ) '( )u x thì
( ) ( )
u b b
g x dx f u du
Dạng 2: Giả sử ta cần tính f x dx( )
Trang 8
Thaygiaongheo - Video - Tài liệu học tốn THPT
Đặt x = x(t) (t K) và a, b K thoả mãn = x(a), = x(b)
thì ( ) ( ) '( ) ( )
f x dx f x t x t dt g t dt
g t( ) f x t ( ) '( )x t
Dạng 2 thường gặp ở các trường hợp sau:
Bài 3 Tính các tích phân sau (đổi biến số dạng 1):
a)
1
0
19 ) 1
1
2 3
0 (1 )
x dx x
1
0 2x 1
xdx
d)
1
2 0
1
x x dx
e)
2
2 3
0
1
x x dx f)
ln 2
0 1
x x
e dx e
g)
e
x
dx x
ln 2
h)
e
dx x
x x
1
ln ln 3 1
Bài 4 Tính các tích phân sau :
a)0ln 2(e x 1) 2e dx b) x 1
4 5 ln
dx
ln 2
0 1
x x
e dx
e
1 (1 )
x
x
e) 1
0 2
x
x
e
dx
f) 2 cos
0 e xsinxdx
g) 4
1
x
e dx x
1
1 ln
dx x
i
i)
1
ln
dx
x
k) 01xe dx x2 m)
1 0
1
1 e x dx
n)
1 2 0
1
1 x dx
Bài 3 Tính các tích phân sau :
1)
3
2 2
0
4
x
4 2 1
3
x x dx 3)
5 2
3 4
dx
x
3 2
2
1
dx
2 3 0
sin x.cosxdx 6)
2 1
1
x dx x
f(x) có chứa Cách đổi biến
2 2
a x
sin ,
x a t t hoặc x acos ,t 0 t
2 2
a x
tan ,
x a t t hoặc x acot ,t 0 t
2 2
x a
a
t
a
t
Trang 9Thaygiaongheo - Video - Tài liệu học tốn THPT
7)
2
0
sin 3 sin 7x xdx 8)
3 0
cos cos3x xdx 9)
6 2 0
tan xdx
10)
3
1
1 ln
dx
2 0
sin
1 3 cos
x dx
x 12)
2 2
3 3
0 1
x dx x
13)
2
4
0 4
x
dx
x 14)
2 5 0
sin x.cosxdx 15)
6 5 0
cos xdx
16)
2
4
4
1
sin x dx 17)
2 2 sin 0
.sin 2
x
ln 2 3 0
1
x x
e dx e
VẤN ĐỀ 3: Tính tích phân bằng phương pháp tích phân từng phần
Với P(x) là đa thức của x, ta thường gặp các dạng sau:
Bài 2 Tính các tích phân sau:
a)
4
0
2
sin
xdx
2
0
2 ) cos sin
(
xdx x
0
2cos xdx x
d)
1
0
(1 x e x)dx e) 3 2
4
tan
f) 1
0
2 ) 2 (x e x dx
g) xe x dx
2
ln
0
h) x x dx
e
1
3
2
2 ) ln(x x dx
k)
2
3
1
(2x ln )x dx
2
0 (x 1) cosxdx
Bài 2 : Tính các tích phân sau :
1)
0
.cos3
5 2
2 ln(x x 1)dx 3)
cos
0
(e x x)sinxdx 4)
4
0
.tan
ln 2
2 0
(e x 1) dx 6)
0
(1 cos )
x x dx
( ).
b
x a
P x e dx
b a
P x xdx
b a
P x xdx
b a
P x l xdx
Trang 10Thaygiaongheo - Video - Tài liệu học tốn THPT
7)
2
0
(1 sin ).cosx xdx 8)
2 2 1
ln
dx
2
2 0
(x 1)e dx x
VẤN ĐỀ 4: Tính tích phân các hàm số có chứa giá trị tuyệt đối
Để tính tích phân của hàm số f(x) có chứa dấu GTTĐ, ta cần xét dấu f(x) rồi sử dụng công thức phân đoạn để tính tích phân trên từng đoạn nhỏ
Bài 1 Tính các tích phân sau:
a)
2
0
2 dx
2
0
2
dx x
2
0
2
3 2
d)
3
2
3
1
4 2 1
x x dx
VẤN ĐỀ 7: Tính tích phân các hàm số lượng giác
Xem lại cách tìm nguyên hàm của các hàm số lượng giác
Bài 1 Tính các tích phân sau:
a)
4
0
cos
2
sin
xdx
4
0 tan
xdx c)
2
01 3cos sin
dx x x
d)
2
0
3
sin
0
2
0
2 3 cos x
g)
2
4 0
2 3
0 sin xcosxdx
2 0
sin cosx xdx
1 Diện tích hình phẳng
Diện tích S của hình phẳng giới hạn bởi các đường:
– Đồ thị (C) của hàm số y = f(x) liên tục trên đoạn [a; b]
– Trục hoành
– Hai đường thẳng x = a, x = b
b a
S f x dx (1)
Diện tích S của hình phẳng giới hạn bởi các đường:
– Đồ thị của các hàm số y = f(x), y = g(x) liên tục trên đoạn [a; b]
– Hai đường thẳng x = a, x = b
III ỨNG DỤNG TÍCH PHÂN
Trang 11Thaygiaongheo - Video - Tài liệu học tốn THPT
b a
S f x g x dx (2)
Chú ý:
Nếu trên đoạn [a; b], hàm số f(x) không đổi dấu thì: ( ) ( )
f x dx f x dx
Trong các công thức tính diện tích ở trên, cần khử dấu giá trị tuyệt đối của hàm số dưới dấu tích phân Ta có thể làm như sau:
Bước 1: Giải phương trình: f(x) = 0 hoặc f(x) – g(x) = 0 trên đoạn [a; b] Giả sử tìm
được 2 nghiệm c, d (c < d)
Bước 2: Sử dụng công thức phân đoạn:
f x dx f x dx f x dx f x dx
f x dx f x dx f x dx
(vì trên các đoạn [a; c], [c; d], [d; b] hàm số f(x) không đổi dấu)
Diện tích S của hình phẳng giới hạn bởi các đường:
– Đồ thị của x = g(y), x = h(y) (g và h là hai hàm số liên tục trên đoạn [c; d])
– Hai đường thẳng x = c, x = d
d c
S g y h y dy
2 Thể tích vật thể
Gọi B là phần vật thể giới hạn bởi hai mặt phẳng vuông góc với trục Ox tại các điểm các
điểm a và b
S(x) là diện tích thiết diện của vật thể bị cắt bởi mặt phẳng vuông góc với trục Ox tại điểm có hoành độ x (a x b) Giả sử S(x) liên tục trên đoạn [a; b]
Thể tích của B là: ( )
b a
V S x dx
Thể tích của khối tròn xoay:
Thể tích của khối tròn xoay do hình phẳng giới hạn bởi các đường:
(C): y = f(x), trục hoành, x = a, x = b (a < b)
sinh ra khi quay quanh trục Ox:
b a
V f x dx
Chú ý: Thể tích của khối tròn xoay sinh ra do hình phẳng giới hạn bởi các đường sau quay xung
quanh trục Oy:
(C): x = g(y), trục tung, y = c, y = d
d c
V g y dy
Trang 12Thaygiaongheo - Video - Tài liệu học tốn THPT
VẤN ĐỀ 1: Tính diện tích hình phẳng
Bài 8 Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi các đường sau:
1) yx24x6,y0,x 2,x4 2) y lnx,y 0,x 1,x e
3) y 1 lnx,y 0,x 1,x e
x
4) yx3x và y = x – x2
5) y ln ,x y 0, x 1, x e
e
6) yx3, y0,x 2,x1
7) y = x2-2 , y = -3x + 2 8) y = x2 – x + 3 , y = 2x + 1
9) y = x2 -12x + 36 , y = 6x – x2 10) y = lnx, x = 1
e, x = e , y = 0
11) y = x4 – 2x2 + 2, y = 2 12 ) y = x2 + 2x, x –y +2 = 0
13) y = x +2 và y = x2 + x – 2 14) y = 4 –x2 và x = 3
15) y = 2 – x2 và y = -x 16) y = x3 – 1 và x = 2
VẤN ĐỀ 2: Tính thể tích vật thể
Bài 1 Tính thể tích vật thể tròn xoay sinh ra bởi hình (H) giới hạn bởi các đường sau quay quanh trục Ox:
1) sin , 0, 0,
4
y x y x x 2) 1 3 2, 0, 0, 3
3
y x x y x x
3) sin6 cos6 , 0, 0,
2
y x x y x x 4) y x x, 4
5) yx31,y0, x 1, x1 6) yx2, y x
7)
,
9) sin , cos , ,
y x y x x x
10) (x 2)2y2 9,y 0 11) yx2 4x 6,y x2 2x 6 12) yln ,x y0,x2
13) y = 3x – x2 , y = 0 14) y = sin
2
x
, y = 0, x = 0, x =
4 15) y = cosx, y = 0, x = 0 , x = 16) y = tanx, y = 0, x = 0, x =
4 17) y = lnx, y = 0, x = e 18) y = sinx, y = 0, x = 0, x = 3
4 19) y = -x2 + 1, y = 0 20) y = xlnx, y = 0, x = e
21) y = (e +1)x, y = ( 1 + ex)x 22) y x y, 0, x 3
23) yx ln ,x y0, x1, xe
Trang 13Thaygiaongheo - Video - Tài liệu học toán THPT
I DẠNG ĐẠI SỐ CỦA SỐ PHỨC
1 Một số phức là một biểu thức có dạng a + bi, trong đó a, b là các số thực và số i thoả mãn i 2
= -1 Ký hiệu số phức đó là z và viết z = a + bi
i được gọi là đơn vị ảo
a được gọi là phần thực Ký hiệu Re(z) = a
b được gọi là phần ảo của số phức z = a + bi, ký hiệu Im(z) = b
Tập hợp các số phức ký hiệu là C
*) Một số lưu ý:
- Mỗi số thực a dương đều được xem như là số phức với phần ảo b = 0
- Số phức z = a + bi có a = 0 được gọi là số thuần ảo hay là số ảo
- Số 0 vừa là số thực vừa là số ảo
2 Hai số phức bằng nhau
Cho z = a + bi và z’ = a’ + b’i
z = z’ ( '
'
a a
b b
3 Biểu diễn hình học của số phức
Mỗi số phức được biểu diễn bởi một điểm M(a;b) trên mặt phẳng toạ độ Oxy
Ngược lại, mỗi điểm M(a;b) biểu diễn một số phức là z = a + bi
4 Phép cộng và phép trừ các số phức
Cho hai số phức z = a + bi và z’ = a’ + b’i Ta định nghĩa:
5 Phép nhân số phức
Cho hai số phức z = a + bi và z’ = a’ + b’i Ta định nghĩa:
zz aa bb ab a b i
6 Số phức liên hợp
Cho số phức z = a + bi Số phức z = a – bi gọi là số phức liên hợp với số phức trên
Vậy z = a bi = a - bi
Chú ý: 10) z = z (z và z gọi là hai số phức liên hợp với nhau
20) z.z = a2 + b2
*) Tính chất của số phức liên hợp:
(1): zz
IV SỐ PHỨC