Ch
ủ đề 6
. Tính tích phân b
ằng phương pháp biến đổi
6.1. Phương pháp
Đ
ể tính tích phân
b
a
I f (x)dx
ta phân tích
1 1 m m
f (x) k f (x) k f (x)
Trong đó các hàm
i
f (x) (i 1,2, 3, ,n)
có trong b
ảng nguyên hàm.
6.2. Các ví d
ụ minh họa
Ví dụ 3.6.1. Tính các tích phân sau
1)
2
3
2
2
1
2x x x x 3x 1
I dx
x
2)
1
0
xdx
I
3x 1 2x 1
3)
2
2
2
I x 1 dx
.
L
ời giải.
1) Ta có:
2
1
2
2
3
2
1
3
I (2x x x )dx
x
2
1
3
3
3
2
1
4 1 8 2 23
x 3x 3 ln x 3 2 3 ln 2
3 x 3 10
.
2) Ta có:
x (3x 1) (2x 1) 3x 1 2x 1 3x 1 2x 1
Nên
1
0
I ( 3x 1 2x 1)dx
1
3 3
0
2 1 17 9 3
(3x 1) (2x 1)
9 3 9
.
3) Ta có:
2 1 1 2
2 2 2 2
2 2 1 1
I x 1 dx (x 1)dx (1 x )dx (x 1)dx
Suy ra
1 1 2
3 3 3
2 1 1
x x x
I x x x 4
3 3 3
.
Ví d
ụ
3.6.2. Tính các tích phân sau
1)
3
2
0
2
I 2 sin x 3 tan x dx
cos x
2)
2
0
I 2sin x.sin 5xdx
3)
4
4
0
I 8sin 2xdx
.
Lời giải.
1) Ta có
3
0
I 2 cos x 3ln cos x 2tan x 1 3 ln 2 2 3
.
2) Ta có:
2
2
0
0
1 1
I (cos 4x cos 6x)dx sin 4x sin 6x 0
4 6
.
3) Ta có:
4 2
8 sin 2x 4(1 2cos 4x cos 4x) 2(3 4 cos 4x cos 8x)
www.boxtailieu.net
www.boxtailieu.net
Nên
4
4
0
0
1 3
I 2 (3 4 cos 4x cos 8x)dx 2 3x sin 4x sin 8x
8 2
.
Ví d
ụ
3.6.3. Tính các tích phân
1)
4
2
2
3
x dx
I
x 3x 2
2)
3
3
2
2x 3
I dx
x 3x 2
.
L
ời giải.
1) Ta có:
2
2 2 2
x 3 2x 3 5 1
1
2 2
x 3x 2 x 3x 2 x 3x 2
2
3 2x 3 5 1 1
1
2 2 x 2 x 1
x 3x 2
Suy ra
4
2
3
3 5 x 2
I x ln x 3x 2 ln
2 2 x 1
3 5 4
1 ln 3 ln
2 2 3
.
2) Ta có:
3 2
x 3x 2 (x 1) (x 2)
2
2x 3 a(x 1) b(x 2)(x 1) c(x 2)
2
2x 3 (a b)x (c 2a b)x a 2b 2c
a b 0
1 1 5
2a b c 2 a , b ,c
9 9 3
a 2b 2c 3
.
Suy ra
3
2
2
1 1 1 1 5 1
I dx
9 x 2 9 x 1 3
(x 1)
3
2
1 x 1 5 1 8 5
ln ln
9 x 2 3(x 1) 9 5 6
.
6.3. Bài tập áp dụng
Bài 3.6.1. Tính các tích phân sau
1
3
0
1) I (x x 2x 1)dx
2)
1
0
dx
I
x 1 x
3)
1
2
0
x
I dx
x 1
4)
2
0
I x 1 dx
5)
3
2
0
2
I (2sin x 3cos x )dx
cos x
6)
2
2
0
I sin (2x )dx
4
7)
2
-
2
I sin 2x.sin 3x
8)
4
4
0
I cos 2xdx
9)
3
2
6
cos 2x
I dx
sin 2x
10)
1
2
4
2
0
x
I dx
x 1
11)
1
2
0
4x 11
I dx
x 5x 6
12)
1
3
2
0
x
I dx
x 2x 1
www.boxtailieu.net
www.boxtailieu.net
13)
2
3
2
0
x 3x 2
I dx
x 3x 2
14)
3
2
3
2
x 2x 3
I dx
x x
15)
2
0
cos x
I dx
sin x 2 cos x
16)
2
2
0
I x x dx
17)
3
2
2
4
3 cot x
I dx
cos x
18)
1
2
0
x x 1
I dx
x 4
19)
3
2 2
6
dx
I
sin x cos x
20)
1
0
I x x a dx, a 0
21)
2
0
I 1 cos 2xdx
.
Hư
ớng dẫn giải.
Bài 3.6.1.
1) Ta có:
3
1 1
3 3
2
0 0
I (x x 2x 1)dx (x 2x 1)dx
1
5
4
2
0
2 1 19
x x x
5 2 10
.
2) Ta có:
1 1
0 0
dx
I ( x 1 x)dx
x 1 x
1
1 1 3 3
1
2 2 2 2
0
0
2 2 4 2 4
[(x 1) x ]dx (x 1) x
3 3 3
3) Ta có:
1 1
2
0 0
x 1
I dx (x 1 )dx
x 1 x 1
1
2
0
1 1
x x ln(x 1) ln 2
2 2
.
4) Ta có:
2 1 2
0 0 1
I | x 1|dx (1 x)dx (x 1)dx
2
1
2
2
0
1
1 x
x x x 1
2 2
5) Ta có:
3
0
2 3
I 2cos x 3sin x 2 tan x
2
.
6) Ta có:
2 2
0 0
1 1
I 1 cos(4x ) dx (1 sin 4x)dx
2 2 2
2
0
1 1
x cos 4x
2 4 4
.
7) Ta có:
2
2
2
2
1 1 1 4
I (cos x cos 5x)dx (sin x sin 5x)
2 2 5 5
.
www.boxtailieu.net
www.boxtailieu.net
8) Ta có:
4 2
1 1
cos 2x (1 2 cos 4x cos 4x) (3 4 cos 4x cos 8x)
2 4
Nên
4
4
0
0
1 1 1 3
I (3 4 cos 4x cos 8x)dx 3x sin 4x sin 8x
4 4 8 16
.
9) Ta có:
3
3
2
6
6
1 d(sin 2x) 1 1
I 0
2 2 sin 2x
sin 2x
.
10) Ta có:
1 1
2 2
4
2
2 2
0 0
x 1 1 1
I dx (x 1 )dx
x 1 x 1
1
2
2
0
1 1
x 1 dx
2(x 1) 2(x 1)
1
2
3
0
1 1 x 1 13 1 1
x x ln ln
3 2 x 1 24 2 3
.
11) Ta có:
4x 11 (x 2) 3(x 3)
Nên:
1
1
0
0
1 3
I dx ln| x 3| 3 ln| x 2|
x 3 x 2
9
ln 4 2 ln 3 3ln 2 ln
2
.
12) Ta có:
3 2 2
x x(x 1) 2(x 1) 3(x 1) 1
nên:
1
1
2
2
0
0
3 1 x 1
I x 2 dx 2x 3 ln(x 1)
x 1 2 x 1
(x 1)
I 2 3 ln 2
.
13) Ta có:
3 2
x 3x 2 (x 3)(x 3x 2) 10x 8
2 2
0 0
10x 8 12 2
I x 3 dx x 3 dx
(x 1)(x 2) x 2 x 1
2
2
0
x
3x 12 ln| x 2| 2 ln| x 1| 4 12 ln 2 2 ln 3
2
.
14) Ta phân tích:
2
x 2x 3 ax(x 1) bx(x 1) c(x 1)(x 1)
Cho
x 0; x 1; x 1
ta tìm
được:
a 1; b 3;c 3
3
3
2
2
1 3 3
I dx ln| x 1| 3 ln| x 1| 3 ln x
x 1 x 1 x
4
I 8 ln 2 4 ln 3 4 ln
3
.
www.boxtailieu.net
www.boxtailieu.net
15) Ta xác đ
ịnh
a, b
sao cho:
cos x a(sin x 2cos x) b(cos x 2sin x)
2 1
a , b
5 5
2
2
0
0
2 1 cos x 2 sin x 2 1
I ( )dx ( x ln|sin x 2 cos x|)
5 5 sin x 2 cos x 5 5
ln 2
5
.
16) Ta có:
2
2
2
x x khi x [1;2]
x x
x x khi x [0;1]
Nên
1 2
1 2
3 2 3 2
2 2
0 1
0 1
x x x x
I ( x x)dx (x x)dx 1
3 2 3 2
17)
3 3
2 2
2 2
4 4
3 1
I (3 cot x)(1 tan x)dx dx
cos x sin x
3
4
10 3 12
(3 tan x cot x)
3
.
18)
3
I 1 ln 3 ln 2
2
19)
3
2 2
6
1 1 4 3
I dx
3
sin x cos x
20) HD: Xét hai trư
ờng hợp
*
1
0
3a 2
a 1 I x(a x)dx
6
*
a 1
3
0 a
2a 3a 2
0 a 1 I x(a x)dx x(x a)dx
6
.
21)
2
2
0 0 0
I 2 sin x dx 2 sin xdx 2 sin xdx 2
.
Ch
ủ đề 7
. Tính tích phân b
ằng ph
ương pháp đổi biến số
7.1. Phương pháp
7.1.1. Phương pháp đ
ổi biến số loại 1
Gi
ả sử cần tính
b
a
I f x dx
ta th
ực hiện các bước
sau
Bư
ớc 1
: Đ
ặt
x u t
(v
ới
u t
là hàm có đ
ạo hàm liên tục trên
;
,
f u t
xác đ
ịnh trên
;
và
u a, u b
) và xác đ
ịnh
,
.
www.boxtailieu.net
www.boxtailieu.net
Bư
ớc 2
: Thay vào ta có:
I f u t .u ' t dt g t dt G t G G
.
M
ột số dạng th
ường dùng phương pháp đổi biến số dạng 1
* Hàm s
ố d
ư
ới dấu tích phân chứa
2 2 2
a b x
ta thư
ờng đặt
a
x sin t
b
* Hàm s
ố dưới dấ
u tích phân ch
ứa
2 2 2
b x a
ta thư
ờng đặt
a
x
b sin t
* Hàm s
ố dưới dấu tích phân chứa
2 2 2
a b x
ta thư
ờng đặt
a
x tan t
b
* Hàm s
ố dưới dấu tích phân chứa
x a bx
ta thư
ờng đặt
2
a
x sin t
b
7.1.2. Phương pháp đ
ổi biến số loại 2
Tương t
ự như nguyên hàm, ta có thể tính tích phân bằng phương pháp đổi biến số (ta gọi
là loại 2) như sau.
Đ
ể tính tích phân
b
a
I f x dx
, n
ếu
f x g u x .u ' x
, ta có th
ể thực hiện phép đổi biến
như sau
Bư
ớc 1
: Đ
ặt
t u x dt u ' x dx
.
Đ
ổi cận
x a t u a , x b t u b
Bư
ớc 2
: Thay vào ta có
u(b)
b
a
u(a)
I g t dt G t
.
7.2. Các ví d
ụ minh họa
Ví d
ụ
3.7.1. Tính các tích phân sau
0
2
1
x 1
1) I dx
4 x
3
2
1
x 1
2) I dx
x(2 x)
0
2 2
1
dx
3) I
(x 2x 2)
.
L
ời giải.
1) Ta có:
1
2
0
(x 1)dx
I
4 x)
. Đ
ặt
x 2 sin t dx 2 cos t.dt
Đ
ổi cận:
x 1 t ; x 0 t 0
6
0 0
0
2
6
6 6
(1 2 sin t)2 cos tdt
I (1 2 sin t)dt t 2 cos t
4 4 sin t
3 2
6
.
2) Đ
ặt
2
x 2 sin t, t 0; dx 4 sin t cos tdt
2
www.boxtailieu.net
www.boxtailieu.net
Đ
ổi cận:
1 3 3
x 1 sin t t ; x sin t t
4 2 2 3
2
3 3
2
2
2 2
4 4
(2sin t 1)4 sin t cos tdt
I 2 (2sin t 1)dt
2 sin t(2 2 sin t)
3
3
4
4
1 2 6 3 3
2 (2 cos 2t)dt 2 (2t sin 2t)
2 6
.
3) Ta có:
0
2
2
1
dx
I
(x 1) 1
.
Đ
ặt
2
x 1 tan t, t [0; ) dx (1 tan t)dt
2
Đ
ổi cận:
x 1 t 0; x 0 t
4
.
4 4 4
2
2
2 2
0 0 0
1 tan t 1
I dt cos tdt (1 cos 2t)dt
2
(1 tan t)
4
0
1 1 2
(t sin 2t)
2 2 8
.
Ví d
ụ
3.7.2. Tính các tích phân sau
1)
1
3
0
x
I dx
1 x
2)
2
0
x
I dx
4 x
.
L
ời giải.
1) Ta có:
1
3
0
xdx
I
1 x
.
Đ
ặt
2
2
3 2dt
x x tan t xdx (1 tan t)dt xdx
2
3 cos t
4 4 4
2
2 2
0 0 0
2dt 2 dt 2 d(sin t)
I
3 cos t 3
1 sin t
3.cos t 1 tan t
4
0
1 1 sin t 2
ln ln 2 1 .
3 1 sin t 3
2) Đ
ặt
2
x 4 sin t, t 0; dx 8sin t cos tdt
2
Đ
ổi cận:
x 0 t 0, x 2 t
4
www.boxtailieu.net
www.boxtailieu.net
Suy ra:
4 4 4
2
2
2
0 0 0
4 sin t
I .8sin t cos tdt 8 sin tdt 4 (1 cos 2t)dt
4 cos t
4
0
1
4(t sin 2t) 2
2
.
Ví d
ụ
3.7.3. Tính các tích phân sau
1)
8
3
1 x
I dx
x
4
4
12
4
5
dx
2) I
x x 4
3)
3
3
1
2
xdx
I
2x 2
4)
2
1
x
I dx
1 2 x 1
.
Lời giải.
1) Đ
ặt
2
t 1 x x t 1 dx 2tdt
Đ
ổi cận:
x 3 t 2; x 8 t 3
3
3 3
2
2
2 2
t.tdt 1 1 t 1
I 2 2 (1 )dt 2 t ln
(t 1)(t 1) 2 t 1
t 1
1 1 1 1 3
2 3 ln 2 ln 2 ln .
2 2 2 3 2
2) Ta có:
2 3
3
4 4
5
x dx
I
x x 4
Đ
ặt
4 4 2 3
t x 4 x t 4 2x dx tdt
Đ
ổi cận:
4
4
x 5 t 3; x 12 t 4
4
4 4
2 2
3
3 3
tdt 1 dt 1 t 2 1 5
I ln ln
2 8 t 2 8 3
(t 4)t t 4
.
3) Đ
ặt
3
3 2
3
t 2 3
t 2x 2 t 2x 2 x dx t dt
2 2
Đ
ổi cận
:
1
x t 1
2
;
x 3 t 2
.Ta có :
2
2 2
3
2 4 5 2
1
1 1
(t 2) 3 3 3 3 3
I . t dt t t dt t t
2t 2 4 2 20 4
24 3 3 12
3
5 20 4 5
.
4) Đ
ặt
2
t 1 1
t 1 2 x 1 x 1 dx (t 1)dt
2 2
Đ
ổi cận:
x 1 t 1; x 2 t 3
3 3
2
2
1 1
1 (t 2t 5)(t 1) 1 5
I dt (t 3t 7 )dt
8 t 8 t
www.boxtailieu.net
www.boxtailieu.net
3
3 2
1
1 t 3t 1 32
7t 5 ln t 5 ln 3
8 3 2 8 3
.
Ví d
ụ
3.7.4. Tính các tích phân sau
2
5
0
1) I sin xdx
2
0
sin 2x sin x
2) I dx
1 1 3 cos x
3)
2
2 2
0
sin 2x
I dx
4 sin x cos x
.
L
ời giải.
1) Ta có:
2
2 2
0
I (1 cos x) sin xdx
. Đ
ặt
t sin x dt cos xdx
Đổi cận :
x 0 t 0; x t 1
2
1 1
2 2 2 4
0 0
8
I (1 t ) dt (1 2t t )dt
15
.
2) Ta có:
2
0
(2 cos x 1) sin x.dx
I
1 1 3 cos x
.
Đ
ặt
2
t 1
cos x
3
t 1 3cos x
2
tdt sin xdx
3
Đ
ổi cận:
x 0 t 2, x t 1
2
.
2
1 2
3
2 1
t 1
2 1
2 2 2t t
3
I t dt dt
1 t 3 9 t 1
2
2
1
2 3
(2t 2t 3 )dt
9 t 1
2
3
2
1
2 2t 28 2 3
t 3t 3ln t 1 ln
9 3 27 3 2
.
6) Đ
ặt
2 2
2 2
3sin 2x
t 4 sin x cos x dt dx
4 sin x cos x
2 2
sin 2x 1
dx dt
3
a sin x b cos x
.
Đ
ổi cận
x 0 t 1; x t 2
2
2
1
1 1
I dt
3 3
.
www.boxtailieu.net
www.boxtailieu.net
Ví d
ụ
3.7.5. Tính các tích phân sau
1)
3
0
dx
I
cos x.cos x
3
2)
2
3
0
sin xdx
I
( 3 sin x cos x)
3)
6
4
0
tan x
I dx
cos 2x
.
L
ời giải.
1) Ta có:
3 3
2
0 0
dx dx
I 2 2
cos x(cos x 3 sin x)
cos x(1 3 tan x)
Đặt
2
dx
t tan x dt
cos x
Đổi cận:
x 0 t 0; x t 3
3
3
3
0
0
dt 2 3 4 3
I 2 ln|1 3t| ln 2
3 3
1 3t
.
2) Ta có:
2
3
0
sin(x )dx
6 6
I
8 sin (x )
6
2 2
2 3
0 0
cos(x )dx
3 dx 1
6
16 16
sin (x ) sin (x )
6 6
2
2
2
0
0
3 1 1 1
cot(x )
16 6 32 6
sin (x )
6
.
3) Đặt
2
dt
t tan x dx
1 t
. Khi đó:
2
2
1 t
cos 2x
1 t
Đổi cận:
1
x 0 t 0; x t
6
3
.
1 1 1
3 3 3
4 2 4
2
2 2 2 2
0 0 0
t (1 t )dt t dt dt
I t 1 dt
(1 t )(1 t ) 1 t 1 t
1
3
3
0
1 1 t t 1 3 1 10 3
ln t ln
2 1 t 3 2 27
3 1
.
Ví d
ụ
3.7.6. Tính các tích phân sau
1)
2
e
e
ln x
I dx
x(ln x 1)
2)
e
1
1 3 ln x.ln x
I dx
x
www.boxtailieu.net
www.boxtailieu.net
3)
ln 5
x x
ln 3
dx
I
e 2e 3
4)
ln 5
2x
x
ln 2
e dx
I
e 1
.
L
ời giải.
1) Đ
ặt
dx
ln x 1 t dt
x
Ta có:
3
3
2
2
t 1 3
I dt t ln t 1 ln
t 2
.
2) Đ
ặt
2
1 dx 2
t 1 3 ln x ln x (t 1) tdt
3 x 3
Khi đó:
2
2
5 3
2 2
1
1
2 2 t t 116
I t (t 1)dt
9 9 5 3 135
.
3) Ta có
ln 5
x
x x
ln 3
e dx
I
e 3e 2
Đ
ặt
x x
t e dt e dx
Ta có:
5
5
3
3
3
dt t 2 3
I ln ln
t 1 2
t 3t 2
.
4) Ta có:
ln 5
x x
x
ln 2
e .e dx
I
e 1
Đặt
x x 2 x
t e 1 e t 1 e dx 2t.dt
Đổi cận:
x ln 2 t 1; x ln 5 t 2
2
2 2
2 3
2
1 1
1
(t 1)tdt t 20
I 2 2 (t 1)dt 2 t
t 3 3
.
Ví d
ụ
3.7.7. Tính các tích phân sau
1)
1
2 x 2 x
x
0
x e 2x e
I dx
1 2e
2)
e
2
1
ln x
I dx
x(2 ln x)
3)
4
0
x sin x cos x x cos x
I dx
x sin x cos x
4)
4
0
4x 1
I dx
2x 1 2
.
L
ời giải.
1) Ta có:
1 1 1
2 x x x
2
x x
0 0 0
x (1 2e ) e e
I dx x dx dx
1 2e 1 2e
1
1
1
3 x
x
x
0
0
0
x 1 d(1 2e ) 1 1 1 1 1 2e
ln 1 2e ln
3 2 3 2 3 2 3
1 2e
.
2) Đ
ặt
1
u ln x du dx
x
www.boxtailieu.net
www.boxtailieu.net
Ta có
1 1
2 2
0 0
u 1 2
I du du
2 u
2 u 2 u
1
0
2
ln 2 u
2 u
2 3 1
ln 3 ln 2 1 ln
3 2 3
.
3) Ta có
4
4
0
0
x cos x
I 1 dx x J J
x sin x cos x 4
V
ới
4
0
x cos x
J dx
x sin x cos x
. Đ
ặt
t x sin x cos x dt x cos xdx
và
1
x 0 t 1, x t 1
4 4
2
.
Do đó
1 1
1 1
4 4
2 2
1
1
1 1
J dt ln t ln 1
t 4
2
V
ậy
1
I ln 1
4 4
2
.
4) Đ
ặt
t 2x 1 2 (t 2)dt dx
Đ
ổi cận:
x 0 t 3, x 4 t 5
Ta có
5 5
2
2
3 3
(2t 8t 5)(t 2) 10 34 3
I dt (2t 12t 21 )dt 10 ln
t t 3 5
.
7.3. Bài t
ập vận dụng
Bài 3.7.1. Tính các tích phân sau
1)
2
0
x
I dx
2 x 2 x
2)
1
0
dx
I
1 x x 1
3)
1
2
6
0
x dx
I
x 9
4)
2
2
1
1
1
x
I dx
1 1
x 1 x 3
x x
5)
3
5 3
2
0
x 2x
I dx
x 1
6)
3
2
10
2
3
4 x x x 1
I dx
x 3x 2
7)
2
1
x
I dx
1 x 1
8)
3
8
1
I dx
x 1 x
9)
6
2
dx
I
2x 1 4x 1
10)
3
0
x 3
I dx
3. x 1 x 3
11)
2 5
2 2
2
xdx
I
x 1 x 5
12)
3
3
1
dx
I
x x
13)
1
3
2
0
x dx
I
x x 1
14)
3
2
2
0,5
dx
I
x 1 x
15)
1
2
2
x 4 dx
I
x 4x 5
16)
1
2
1
dx
A
1 x 1 x
17)
4
2
7
dx
I
x x 9
18)
2 2
3
3
4
1
x x 2011x
I dx
x
www.boxtailieu.net
www.boxtailieu.net
19)
0
2
1 3
dx
I
x 1 x 2x 2
20)
ln 3
3x 2x
x x
0
2e e
I dx
e 4e 3 1
21)
2
3
2
0
sin x cos x
I dx
1 cos x
22)
4
2
6
1
I dx
sin x cot x
23)
2
0
sin 2x sin x
I dx
1 3cos x
24)
3
4
3 5
4
dx
I
sin x.cos x
.
Hư
ớng dẫn giải
Bài 3.7.1.
1) Đ
ặt
2 2 2
t 2 x 2 x t 4 2 4 x t t 4 dt 2xdx
Đ
ổi cận:
x 0 t 2 2,
x 2 t 2
Do đó:
2 2
2 2
3
2
2
2
1 1 t 8 4 3
I t 4 dt 4t
2 2 3 3
2) Đ
ặt
2
4
3
t 1 t 1
t x x 1 x dx 2 dt
2t
t
Khi đó:
2 1 2 1 2 1
4 3 2
3 3 3
1 1 1
t 1 t 1 t t 1
I 2. dt 2. 1 dt 2. 1 dt
t t 1 t t 1 t
2 1
2 1
2 3 2
1
1
1 1 1 1 1
2. 1 dt 2 t ln t 2 3 2 ln 2 1
t t
t t 2t
3) Đ
ặt
3 2
t x dt 3x dx
1 1 1 1
2
0 0 0 0
t 3 t 3
1 dt 1 dt 1 1 1 1
J dt dt
3 3 18 18 t 3 t 3
t 3 t 3 t 3 t 3
t 9
1
1
0
0
1 1 t 3 1 1 1 1
l n t 3 ln t 3 ln ln ln 1 ln
18 18 t 3 18 2 18 2
4) Đặt
2
1 1
t x dt 1 dx
x
x
.
Đ
ổi cận:
x 1 t 2,
5
x 2 t
2
5 5
5
2 2
2
2
2 2
dt 1 1 1 1 t 1 1 3 1 1 15
I dt ln ln ln ln
4 t 1 t 3 4 t 3 4 11 5 4 11
t 1 t 3
5)
2 2
3 3
5 3
2 2
0 0
x x 2
x 2x
I dx xdx
x 1 x 1
Đ
ặt:
2 2 2
t x 1 x t 1 xdx tdt
www.boxtailieu.net
www.boxtailieu.net
Đ
ổi cận:
x 0 t 1,
x 3 t 2
Do đó:
2 2
2
2 2
4 5
1
1 1
t 1 t 1
1 26
I tdt t 1 dt t t
t 5 5
6)
3 3
2 2
10 10 10
2 2 2
3 3 3
4 x x x 1 x x x 1
4
I dx dx dx
x 3x 2 x 3x 2 x 3x 2
10 10
10
1
2
3
3 3
4 1 1
I dx 4 dx 4 ln x 2 ln x 1 8 ln 2 ln 3
x 2 x 1
x 3x 2
Hay
1
2
I 8 ln
3
3
2
10 10
3
2
2
3 3
x x x 1
x x 1
I dx dx
x 2
x 3x 2
Đ
ặt:
3
2
t x 1 3t dt dx
Đ
ổi cận:
x 3 t 1,
x 10 t 2
2
2
4
3
2
3
1
1
6 3t 69
I 3t 6 dt 6t A A
4 4
t 1
v
ới
2
3
1
6
A dt
t 1
H
ọc sinh tự tính tích phân
A
Do đó:
2 69
I 8 ln A
3 4
.
7) Đ
ặt
2
t x 1 x t 1 dx 2tdt
Đ
ổi biến:
x 1 t 0,
x 2 t 1
Do đó,
1 1 1
2 3
2
0 0 0
t 1 t t 2
A 2tdt 2 dt 2 t t 2 dt
1 t t 1 t 1
1
3 2
0
t t 1 1 11
2 2t 2 ln t 1 2 2 2 ln 2 4 ln 2
3 2 3 2 3
8) Đ
ặt
t 1 x 2tdt dx
Đ
ổi cận:
x 8 t 3,
x 3 t 2
Do đó,
3 2 2 2
2
2
8 3 3 3
t 1 t 1
dx tdt dt
I dx 2 2 dt
t 1 t 1
x 1 x
t 1
1 t t
2
2
3
3
t 1 1 1 2
ln t 1 ln t 1 ln ln ln ln
t 1 3 2 3
9) Đ
ặt
2
1
t 4x 1 t 4x 1 dx tdt
2
Đ
ổi cận:
x 2 t 3,
x 6 t 5
www.boxtailieu.net
www.boxtailieu.net
Do đó:
6 5 5
2 2
2 3 3
dx tdt 1 1
J dt
t 1
2x 1 4x 1
t 1 t 1
5
2
3
1 3 1
ln t 1 ln
2 12
t 1
10) Đ
ặt
2
t x 1 t 1 x 2tdt dx
Đ
ổi cận:
x 0 t 1, x 3 t 2
Khi đó:
2
t
2 2 2
3
2
2
2
1
1
1 1 1
2t 8t 1
A dt 2t 6 dt 6 dt 6 ln t 1
t 1
t 3t 2
6t
Hay
3
A 3 6 ln
2
11) Đ
ặt
2 2 2
t x 5 t x 5 xdx tdt
Đổi biến:
x 2 t 3
,
x 2 5 t 5
Khi đó:
5 5 5
2
2
3 3 3
tdt dt 1 1 1
I dt
4 t 2 t 2
t 4
t 4 t
5
3
1 t 2 1 15
ln ln
4 t 2 4 7
12) Đ
ặt
2
t 1 x dt 2xdx.
Đ
ổi cận:
x 1 t 2,
x 3 t 4.
Khi đó
4 4 4
2 2 2
t t 1
1 dt 1 1 1 1
J dt dt
2 2 2 t 1 t
t t 1 t t 1
4
4
2
2
1 1 t 1 1 3 1 1 3
l n t 1 ln t ln ln ln ln
2 2 t 2 4 2 2 2
13)
3 2
1 1
3 2
2 2
0 0
x x x 1
A dx x x 1 x dx
x x 1 x x 1
1
1 1
5
3 2 4
0 0
0
x 1
x x 1dx x dx B B ,
5 5
với
1
3 2
0
B x x 1dx
Đ
ặt
2 2 2
t x 1 t x 1 2tdt 2xdx tdt xdx
Đ
ổi cận:
x 0 t 1,
x 1 t 2.
Khi đó
2
1 2 2
5 3
2 2 2 4 2
0 1 1
1
t t
B x x 1xdx t 1 t.tdt t t dt
5 3
4 2 2 2 1 1 2 2 2
5 3 5 3 15 15
www.boxtailieu.net
www.boxtailieu.net
14) Đ
ặt
2 2
2
2
2
2
2 2
x t 1
1 1
t 1 x dt .dx
x x
dt .dx .dx
t 1
x 1 x
1 x x 1 x
1 1 1
2 2 2
2
3 3 3
2 2 2
1 1 1 1 1
I dt dt dt
2 t 1 t 1
t 1 t 1
t 1
1
1
2
2
3
3
2
2
1 1 t 1 1 1 2 3
I ln t 1 ln t 1 ln ln ln
2 2 t 1 2 3
2 3
1 2 3 1 7 4 3
ln ln
2 2 3
3 2 3
15) Đặt
1 1 1
2 2 2
2 2 2
x 4 dx 2 x 2 dx
1 1
J 2 dx
2
x 4x 5 x 4x 5
x 2 1
1
2
2
1 1
ln x 4x 5 2K ln 2 2K
2 2
Trong đó
1
2
2
1
K dx
x 2 1
Đ
ặt
2
2 2
x 2
t
t x 2 x 2 1 dt 1 dx dx
x 2 1 x 2 1
2
dt dx
t
x 2 1
Đổi cận:
x 2 t 1,
x 1 t 1 2
Khi đó:
1 2
1 2
1
1
dt
K ln t ln 1 2
t
Do đó:
1
J ln 2 2 ln 1 2
2
16) Đ
ặt:
2
2 2
t 1 1 1
t x 1 x t x 1 x x t
2t 2 t
2
1 1
dx dt
2
2t
Đ
ổi cận :
x 1 t 2 1,
x 1 t 2 1
Khi đó:
2 1 2 1 2 1
2
2
21 2 1 2 1
1 1
dt
2
1 dt 1 1
2t
A dt
1 t 2 t 1 2
t t 1
www.boxtailieu.net
www.boxtailieu.net
2 1
2 1
2
2 1
2 1
1 1 1 1 1
ln t 1 dt
2 2 t t 1
t
2 1
2
2 1
1 1 t 1 1 1 1
A ln 1 2 ln ln 1 2 ln 2 1 2 1
2 2 t t 2 2
17)
4
2 2
7
xdx
I
x x 9
Đ
ặt :
2 2 2
t x 9 x t 9.xdx tdt
Đ
ổi cận:
x 7 t 4,
x 4 t 5
5 5 5
2
4 4 4
tdt dt 1 1 1
I dt
6 t 3 t 3
t 3 t 3
t 9 t
5
4
5
1 1 1 1 t 3 1 1 1 1 7
I dt ln ln ln ln
6 t 3 t 3 6 t 3 6 4 7 6 4
4
18)
3
2 2 2 2 2 2
3
3
2
4 3 3
1 1 1
1
1
x x 2011x 2011
x
I dx dx dx
x x x
3
2 2
2
3
1
1
1
x
M dx
x
. Đ
ặt
3 2
3
2 2 3
1 1 2
t 1 t 1 3t dt dx
x x x
Đ
ổi cận:
x 1 t 0,
3
7
x 2 2 t
2
Khi đó
3
7
3
2 2
2
3
2
3
3
1 0
1
1
3 21 7
x
M dx t dt
2 128
x
2 2
2 2 2 2
3
3 2
1
1 1
2011 2011 14077
N dx 2011x dx
16
x 2x
V
ậ
y,
3
14077 21 7
I M N
16 128
.
19)
0
2
1 3
dx
I
x 1 x 1 1
Đ
ặt
t x 1 dt dx
Đ
ổi cận:
x 1 3 t 3,
x 0 t 1
Khi đó:
1 1
2 2 2
3 3
dt tdt
I
t t 1 t t 1
www.boxtailieu.net
www.boxtailieu.net
Đ
ặt
2
2
t
u t 1 du dt
t 1
và
2 2
t u 1
Đ
ổi
c
ận:
t 3 u 2,
t 1 u 2
Do đó:
2
2 2
2
2
2 2
du 1 1 1 1 u 1 1
I du ln ln 3 3 2 2
2 u 1 u 1 2 u 1 2
u 1
20)
ln 3 ln 3
3x 2x 3x 2x
x x 3x 2x
0 0
2e e 2e e
I dx dx
e 4e 3 1 4e 3e 1
Đ
ặt
3x 2x 2 3x 2x 3x 2x
t 4e 3e t 4e 3e 2tdt 12e 6e dx
3x 2x
tdt
2e e dx
3
Đ
ổi cận:
x 0 t 1
;
x ln 3 t 9
Khi đó
9
9 9
1
1 1
1 tdt 1 1 1 8 ln 5
I 1 dt t ln t 1
3 t 1 3 t 1 3 3
21)
2 2
3 2
2 2
0 0
s inxcos x 1 cos x
I dx sin 2x dx
2
1 cos x 1 cos x
Đ
ặt :
2
t 1 cos x dt 2sin x cos xdx sin 2xdx
Đ
ổi cận:
x 0 t 2,
x t 1
2
Do đó:
2
1 2
1
2 1
t 1
1 1 1 1 ln 2 1
I dt 1 dt ln t t
2 t 2 t 2 2
22) Đ
ặt :
2
2 2
1 1
t cot x t cot x 2tdt dx dx 2tdt
sin x sin x
Đ
ổi cận:
x t 3;
6
x t 1
4
Khi đó :
1 3
3
1
1
3
2tdt
I 2 dt 2t 2 3 1
t
23)
2 2
0 0
2 cos x 1 s inx
sin 2x sin x
I dx dx
1 3cos x 1 3 cos x
Đ
ặt :
2
t 1 2
t 1 3cos x cos x , sinxdx tdt
3 3
Đ
ổi cận:
x 0 t 2;
x t 1
2
Khi đó :
2
2
1 2
2
3
1
2 1
t 1
2 1
3
2 2t 1 2 1 34
I tdt 2 dt t t
t 3 9 9 3 27
www.boxtailieu.net
www.boxtailieu.net
24)
3 3
2
4
3 3
8
4
3
4 4
1 1 1
I dx . dx
cos x
sin x tan x
.cos x.
cos x
Đ
ặt
2
1
t tan x dt dx
cos x
Đ
ổi cận:
x t 1, x t 3
4 3
Khi đó
3
3 1
3
4
8
4 4
1
1
I t dt 4t 4 3 1 4 3 1
.
Chuyên đ
ề
8. Tính tích phân b
ằng ph
ương pháp từng phần
8.1. Phương pháp
Tương t
ự nh
ư nguyên hàm, ta c
ũng có thể tích tích phân bằng ph
ương pháp t
ừng phân.
Cho hai hàm s
ố u và v liên tục trên [a;b] và có đạo hàm liên tục trên [a;b]. Khi đó
b b
b
a
a a
udv uv vdu
8.2. Các ví dụ minh họa
Ví d
ụ
3.8.1. Tính các tích phân sau
2 0
2
2x 1 2
0 0 1
1)I x sin 2xdx 2)I (x 2)e dx 3)I (2x x 1) ln(x 2)dx
L
ời giải.
1) Đ
ặt
du dx
u x
1
dv sin 2xdx
v cos 2x
2
2
2 2
0
0
0
1 1 1
I x.cos 2x cos 2xdx sin 2x
2 2 4 4 4
.
2) Đ
ặt
2x 1
2x 1
du dx
u x 2
1
v e
dv e
2
2
3
2x 1 2 2x 1 2x 1 2
0 0
0
1 1 1 5e e
I (x 2)e e dx e e
2 2 4 4
.
www.boxtailieu.net
www.boxtailieu.net
3) Đ
ặt
2
3 2
1
du dx
u ln(x 2)
x 2
2 1
dv (2x x 1)dx
v x x x
3 2
0
3 2
3 2 0
1
1
2 1 1 4x 3x 6x
I ( x x x) ln(x 2) dx
3 2 6 x 2
0
2 3 2 0
1
1
1 32 1 4 5
(4x 5x 16 )dx ( x x 16x 32 ln(x 2))
6 x 2 6 3 2
16 119
ln 2
3 396
.
Ví dụ 3.8.2. Tính các tích phân sau
1)
4
0
I x(1 sin 2x) x.d
2)
3
2
1
1 ln(x 1
d
)
x
xI
3)
3
2
0
1 x sin x
I dx
cos x
L
ời giải.
1) Đ
ặt
1
u x, dv (1 sin 2x)dx du dx, v x cos 2x
2
Ta có:
4
4
0
0
1 1
I x x cos 2x (x cos 2x)dx
2 2
2 2
4
2
0
1 1 1
x sin 2x
16 2 4 32 4
.
2) Ta có:
3
3 3 3
2 2 2
1
1 1 1
1 ln(x 1) x ln(x 1) 1 2
I x x
d
d d J J.
x 3
x x x
Bây gi
ờ, ta sẽ tính
J.
Đ
ặt
2
u ln(x 1)
x
v
x
d
d
thì ta có:
x
u
d
d
x 1
1
v
x
Do đó, áp d
ụng công thức tích phân từng phần, ta được
3 3
3 3
1 1
1 1
3
3
1
1
ln(x 1) ln(x 1)
J x x
x x
ln(x 1) 2
ln x ln x
1 1 1
d d
x(x
1 ln 2 ln 3.
1) x
x
x 1
3
V
ậy
2 2
I ln 2 ln 3.
3 3
3)
3 3 3 3
3
0
2 2 2 2
0 0 0 0
dx x sin xdx x sin xdx x sin xdx
I tan x 3
cos x cos x cos x cos x
www.boxtailieu.net
www.boxtailieu.net
Đ
ặt
u x du dx
;
2
sin xdx
dv
cos x
, ch
ọn
v
cos x
.
3 3 3
3
2 2
0
0 0 0
x sin xdx x dx 2 cos xdx
I 3 3 3
cos x cos x 3
cos x sin x 1
=
3
0
2 1 sin x 1 2 1 2 3
3 ln 3 ln
3 2 sin x 1 3 2
2 3
.
3.3. Bài t
ập vận dụng
Bài 3.8.1. Tính các tích phân sau
1)
0
2
1
I (2x x 1) ln(x 2)dx
2)
2
0
I sin x.ln(1 sin x)dx
3)
e
3 2
1
I x ln xdx
4)
4
0
x
I dx
1 cos 2x
5)
3
2
1
3 ln x
I dx
(x 1)
6)
3
2
0
x sin x
I dx
cos x
7)
2
1
3 x
0
I x e dx
8)
ln 3
2 x
1
I x 2x e dx
9)
2
2 x
2
0
x e
I dx
x 2
10)
e
2
2
1
x ln x
I dx
ln x 1
11)
1
3
3 3
0
1
I dx
1 x . 1 x
12)
2 2 3
3
0
6 x 3 cos x.sin x 4 1 sin x
I dx
1 sin x
.
Hướng dẫn giải
Bài 3.8.1.
1) Đặt
2
3 2
1
du dx
u ln(x 2)
x 2
2 1
dv (2x x 1)dx
v x x x
3 2
0
3 2
3 2 0
1
1
2 1 1 4x 3x 6x
I ( x x x) ln(x 2) dx
3 2 6 x 2
0
2
1
1 32
(4x 5x 16 )dx
6 x 2
0
3 2
1
1 4 5
x x 16x 32 ln(x 2)
6 3 2
16 119
ln 2
3 396
.
2) Đ
ặt
cos x
u ln(1 sin x)
du dx
1 sin x
dv sin xdx
v cos x
.
www.boxtailieu.net
www.boxtailieu.net
2 2
2
2
0
0 0
cos x
I cos x.ln(1 sin x) dx (1 sin x)dx 1
1 sin x 2
.
3) Đặt
2
3
4
2 ln x
du dx
u ln x
x
1
dv x dx
v x
4
e
4
e
4 2 3
1
1
1 1 e 1
I x ln x x ln xdx J
4 2 4 2
Đ
ặt
1
1
3 4
1
1
dx
du
u ln x
x
dv x dx x
v
4
e
4 4 4
e
4 3
1
1
1 1 e e 1 3e 1
J x ln x x dx
4 4 4 16 16 16
4
5e 1
I
32
.
4) Ta có :
4
2
0
1 x
I dx
2
cos x
Đ
ặt
2
u x
du dx
dx
dv
v tan x
cos x
4
4
4
0
0
0
1 1
I x tan x tan xdx ln|cos x| ln 2
2 8 2 8
.
5) Đ
ặt
2
dx
u 3 ln x
du
x
dx
dv
1
v
(x 1)
x 1
3 3
3
1 1
1
3 ln x dx 3 ln 3 3 x
I ln
x 1 x(x 1) 4 2 x 1
3 ln 3 3
ln
4 2
.
6) Đ
ặt
2
u x
du dx
sin x
1
dv dx
v
cos x
cos x
3
3
0
0
x dx 2
I | J
cos x cos x 3
www.boxtailieu.net
www.boxtailieu.net
Mà :
3 3
2
0 0
cos xdx d(sin x)
J
(1 sin x)(1 sin x)
1 sin x
3
3
0
0
1 1 1 1 1 sin x
( )d(sin x) ln ln(2 3)
2 1 sin x 1 sin x 2 1 sin x
2
I ln(2 3)
3
.
7) Đ
ặt :
2
t x dt 2xdx
hay
1
xdx dt
2
Đ
ổi cận:
x 0 t 0,
x 1 t 1
Khi đó:
1
t
0
1
I t.e dt
2
Đ
ặt
t t
u t du dt
dv e dt v e
Do đó:
1
1
1
t t t t
0
0
0
1 1 1
I te e dt t.e e
2 2 2
8) Đ
ặt :
2
x
x
u x 2x du x 2 dx
v e
dv e dx
Khi đó:
ln 3
ln 3
2 x x 2
1
1
I x 2x e 2x 2 e dx ln 3 2 ln 3 e K
ln 3 ln 3 ln 3
ln 3
ln 3
x x x x x x
1
1
1 1 1
K 2x 2 e dx 2x 2 d e 2x 2 e e 2dx 2x 2 e 2e
ln 3
x
1
2x 4 e 2 ln 3 4 3 2 e 6 ln 3 12 2e
Do đó,
2 2
I ln 3 2 ln 3 e 6 ln 3 12 2e ln 3 8 ln 3 12 e
9) Đ
ặt :
2 x
x 2 x x
2
u x e
du 2x.e x e dx xe 2 x dx
dx
dv
1
v
x 2
x 2
Khi đó:
2
2 2
2 x 2 x
2
x 2 x x
2
0
0 0
0
x e x e
I dx xe dx e xe e 1
x 2
x 2
10)
e e e
2
2 2 2
1 1 1
x ln x x x
I dx dx dx
ln x 1 ln x 1 ln x 1
www.boxtailieu.net
www.boxtailieu.net
2
e e e e
1 2
2 2 2
1 1 1 1
x ln x 1
x lnx 1 x
dx dx .x.dx dx I I
ln x 1
ln x 1 ln x 1 ln x 1
Trong đó:
e
1
1
lnx 1
I .x.dx
ln x 1
và
e
2
2
1
x
I dx
ln x 1
Đ
ặt:
2
2
2
du dx
lnx 1
u
x ln x 1
ln x 1
x
dv xdx
v
2
e
e
2
1 2 2
1
1
lnx 1 lnx 1 x 1
I .x.dx . I I
ln x 1 ln x 1 2 2
. Vậy,
1
I
2
11)
1 1 1 1
3 3 3
3 3 3 3
3 3 3 3 3 3 3
0 0 0 0
1 1 x x 1 x
I dx dx dx dx
1 x . 1 x 1 x . 1 x 1 x 1 x . 1 x
1 2
J J
3
2
3
3
3
3
2
3 3
3 2 2 3 3
3 3
3 3
1 x
1 x '
3 1 x
1 x
'
1 x 1 x . 1 x
1 x 1 x
Tính :
1
1
3
3
0
1
J dx
1 x
. Đ
ặt:
3
3
1
u
1 x
dv dx
2
3
3 3
x
du dx
1 x . 1 x
v x
1
1
3
1 2
3
3 3
3 3 3
0
0
x x 1
J dx J
2
1 x 1 x . 1 x
Khi đó:
1 2 2 2
3 3
1 1
J J J J J
2 2
.
12)
2 2
3
3
0 0
6 x 3 cos x.sin x
I dx 4 1 sin xdx
1 sin x
Đ
ặt
2
2
3
3
u 6 x 3
du 6 dx
cos x.sin x
2
dv
v 1 sin x
3
1 sin x
Khi đó
2 3 2
0
2
I 6 x 3 1 sin x 4
3
.
www.boxtailieu.net
www.boxtailieu.net
Ch
ủ đề 9
. M
ột số dạng tích phân đặc biệt
Ví dụ 3.9.1. Tính các tích phân sau
2
4
4 4
0
sin x
1) I dx
sin x cos x
4
0
2) I ln(1 tan x)dx
3
6
dx
3)I
1 tan x
(
0
).
L
ời giải.
1) Đ
ặt
x t dx dt
2
.
Đ
ổi cận
x 0 t ; x t 0
2 2
.
4
0
2
4
4 4
4 4
0
2
sin ( t)
cos t
2
I dt dt
sin t cos t
sin ( t) cos ( t)
2 2
2
4
4 4
0
cos x
dx
sin x cos x
.
2 2 2
4 4
4 4 4 4
0 0 0
sin x cos x
2I dx dx dx I
2 4
sin x cos x sin x cos x
.
2) Đ
ặt
x t dx dt
4
. Đ
ổi cận
x 0 t ; x t 0
4 4
.
0
4 4
0 0
4
1 tan t
I ln[1 tan( t)]dt ln(1 )dt [ln 2 ln(1 tan t)]dt
4 1 tan t
4
0
ln 2 . ln 2
ln 2. dt I 2I I .
4 8
3) Đ
ặt
t x dx dt
2
Đ
ổi cận:
x t ; x t
3 6 6 3
.
3 3 3
6 6 6
dt tan t.dt tan x.dx
I
1 cot t 1 tan t 1 tan x
3 3 3
6 6 6
dx tan x.dx
2I I I dx I .
6 12
1 tan x 1 tan x
www.boxtailieu.net
www.boxtailieu.net