Tài liệu hướng dẫn tự học môn Giải tích 12
CHƯƠNG III. NGUYÊN HÀM - TÍCH PHÂN VÀ ỨNG DỤNG
CHUẨN BỊ KIẾN THỨC:
1) Đạo hàm của các hàm số sơ cấp:
Đạo hàm số sơ cấp cơ bản
Đạo hàm hàm số hợp (u = u(x))
(C)' = 0
(xα)' = αxα-1(α ∈ R, x > 0)
(uα)' = αuα-1.u'(α ∈ R, u > 0)
1
u'
( x )' =
( u )' =
(x > 0)
(u > 0)
2 x
2 u
1
1
1
u'
( )' = − 2 (x ≠ 0)
( )' = − 2 (u ≠ 0)
x
u
x
u
(sinx)' = cosx
(sinu)' = cosu.u'
(cosx)' = -sinx
(cosu)' = -sinu.u'
π
u'
π
1
(tanx)' =
(x ≠ + kπ , k ∈ Z)
(tanu)' =
(u ≠ + kπ , k ∈ Z)
2
2
cos x
2
2
cos u
u'
1
(cotx)' = - 2 (x ≠ kπ, k ∈ Z).
(cotu)' = - 2 (u ≠ kπ, k ∈ Z).
sin x
sin u
x
x
u
u
(e )' = e
(e )' = u'.e
x
x
(a )' = a .lna
(au)' = u'.au
1
u'
(ln x )' = (x ≠ 0)
(ln u )' = (u ≠ 0)
x
u
1
u'
(log a x )' =
(log a u )' =
(x ≠ 0)
(u ≠ 0)
x ln a
u ln a
2) Vi phân: Cho hàm số y = f(x) xác đònh trên (a; b) và có đạo hàm tại x ∈ (a; b).
dy = f'(x)dx
3) Một số công thức lượng giác thường sử dụng:
sin x
cos x
• tanx =
• cotx =
• tanx.cotx = 1
cos x
sin x
1 + cos 2a
1 − cos 2a
2
2
• sin2a = 2sinacosa
• cos a =
• sin a =
2
2
1
1
1
2
= 1 + tan 2 x
•
• 2 = 1 + cot x
• cosacosb = [cos(a + b) + cos(a - b)]
2
2
cos x
sin x
1
1
• sinasinb = - [cos(a + b) - cos(a - b)]
• sinacosb = [sin(a + b) + sin(a - b)]
2
2
§1. NGUYÊN HÀM
I- NGUYÊN HÀM VÀ TÍNH CHẤT
1. Nguyên hàm:
Kí hiệu K là khoảng hoặc đoạn hoặc nửa khoảng của R.
Cho hàm số f(x) xác đònh trên K. 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.
* Chú ý:
1) Nếu F(x) là một nguyên hàm của hàm số f(x) trên K thì F(x) + C, C ∈ R là họ tất cả các nguyên
hàm của f(x) trên K. Kí hiệu ∫ f ( x )dx = F(x) + C.
2) Trong kí hiệu
1
∫ f ( x )dx thì "d..." gắn với biến tương ứng của hàm f. Ví dụ: ∫ s ds , ∫ cos tdt ,...
3) Biểu thức f(x)dx chính là vi phân của nguyên hàm F(x) của f(x), vì dF(x) = F'(x)dx = f(x).
2. Các tính chất của nguyên hàm:
1
Tài liệu hướng dẫn tự học môn Giải tích 12
Tính chất 1:
∫ f ' ( x )dx = f ( x ) + C
Tính chất 2:
∫ kf ( x )dx = k ∫ f ( x )dx ; (k là hằng số khác 0)
∫ [ f ( x ) ± g( x )]dx = ∫ f ( x )dx ± ∫ g( x )dx
Tính chất 3:
Ví dụ: Với x ∈ (0; +∞),
Ví dụ: Tìm nguyên hàm của hàm số f(x) = cosx +
1
∫ x dx = ∫ (ln x )' dx = lnx.
2
trên khoảng (0; +∞).
x
3. Sự tồn tại nguyên hàm:
Đònh lí: Mọi hàm số f(x) liên tục trên K đều có nguyên hàm trên K.
2
Ví dụ: Hàm số f(x) = x 3 có nguyên hàm trên (0; +∞) và
4. Bảng nguyên hàm của một số hàm số thường gặp:
x
x
∫ 0dx = C
∫ e dx = e + C
∫ dx = x + C
α
∫ x dx =
xα +1
+ C(α ≠ −1)
α +1
x
∫ a dx =
2
∫ x 3 dx =
ax
+ C(0 < a ≠ 1)
ln a
5
3 3
x + C.
5
∫ cos xdx = sin x + C
∫ sin xdx = − cos x + C
dx
∫ cos x = tgx + C
2
dx
dx
= − cot gx + C
=
ln
x
+
C
(
x
≠
0
)
∫
∫x
sin 2 x
Ví dụ 1:
x3 + 2x − 1
s
s 2
2
dx
a) ∫
b) ∫ (2 + 3 ) ds
c) ∫ tan tdt
2
x
Ví dụ 2: Tìm một nguyên hàm F(x) của hàm số y = f(x) = x2 + 2x - 1, biết rằng F(1) = 0.
Bài tập
Dạng 1. Tìm ngun hàm bằng định nghĩa và các tính chất
1/ Tìm ngun hàm của các hàm số.
1
2x 4 + 3
( x 2 − 1) 2
1. f(x) = x2 – 3x +
2. f(x) =
3.
f(x)
=
4. f(x) = x + 3 x + 4 x
2
2
x
x
x
1
2
x
2
−3
5. f(x) =
6. f(x) = 2 sin
7. f(x) = tan2x
8. f(x) = cos2x
2
x
x
1
cos 2 x
9. f(x) = (tanx – cotx)2
10. f(x) =
11. f(x) =
12. f(x) = sin3x
2
2
2
sin x. cos x
sin x. cos 2 x
e−x
x x
x
13. f(x) = 2sin3xcos2x 14. f(x) = e (e – 1)
15. f(x) = e (2 +
16. f(x) = 2ax + 3x
)
2
cos x
2/ Tìm hàm số f(x) biết rằng
1. f’(x) = 2x + 1 và f(1) = 5
2. f’(x) = 2 – x2 và f(2) = 7/3
1
3. f’(x) = 4 x − x và f(4) = 0
4. f’(x) = x - 2 + 2 và f(1) = 2
x
b
5. f’(x) = 4x3 – 3x2 + 2 và f(-1) = 3
6. f’(x) = ax + 2 , f ' (1) = 0, f (1) = 4, f (−1) = 2
x
II- PHƯƠNG PHÁP TÍNH NGUYÊN HÀM
1. Phương pháp đổi biến số:
Đònh lí: Nếu ∫ f (u)du = F (u) + C và u = u(x) là hàm số có đạo hàm liên tục thì
Ví dụ 1: Tìm a)
∫
ln x
dx
x
∫ f [u( x )]u' ( x )dx = F[u( x )] + C
2
b) ∫ sin x. cos xdx
2
c)
∫
x
3
2
x +1
dx
Tài liệu hướng dẫn tự học môn Giải tích 12
Hệ quả: Nếu
∫ f ( x )dx = F( x ) + C
thì
1
∫ f (ax + b)dx = a F(ax + b) + C
x3
1 (2 x + 1)3
+ C nên ∫ (2 x + 1)2 dx =
+C
3
2
3
Ví dụ 2: Tìm họ các nguyên hàm của các hàm số sau:
1
1
−x
x
dx
d) ∫ e dx
e) ∫ 1 − x dx f) 2 2 dx
a) ∫ cos(2 x + 1)dx b) ∫ sin(1 − 4 x)dx c) ∫
∫
3x − 1
x +1
dx
Ví dụ 3: Tính ∫ 2
x − 5x + 6
Bài tập: Tìm ngun hàm của các hàm số sau:
dx
2
7
3
4 2
1. ∫ 5 − 2 x dx
2. ∫
3. ∫ (2 x + 1) xdx 4. ∫ ( x + 5) x dx
5. ∫ x 2 + 1.xdx
2x −1
dx
3x 2
x
ln 3 x
x 2 +1
dx 8. ∫
dx
6. ∫ 2
7. ∫
9.
10. ∫ x.e dx
dx
2
∫
3
x (1 + x )
x +5
x
5 + 2x
tan xdx
sin x
4
dx 13. ∫ cot xdx
11. ∫ sin x cos xdx 12. ∫
14. ∫
15. ∫ tan xdx
5
cos x
cos2 x
Ví dụ 1: Ta có
16.
∫
2
∫ x dx =
x
e
dx
17.
e x dx
∫
e tan x
∫ cos2 x dx
18.
∫ cos
19.
3
x sin 2 xdx
x
e −3
dx
21. ∫ x
22. ∫ x 3 x 2 + 1.dx
e +1
2. Phương pháp tính nguyên hàm từng phần:
Đònh lí: 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
x
* Chú ý: Ta có v'(x)dx = dv, u'(x)dx = du nên
Phương pháp: Tính ∫ u ( x )v' ( x)dx
Lấy vi phân: lấy đạo hàm rồi
nhân thêm d... của biến tương ứng
vi phân hai vế
Đặt
∫ udv = uv − ∫ vdu
u = ... ⇒ du = ...dx
. Khi đó ta có ∫ u ( x )v' ( x)dx = uv − ∫ vdu .
dv = ...dx ⇒ v = ...
nguyên hàm hai vế
Ví dụ: Tính
x
a) ∫ xe dx ;
Tìm ngun hàm của các hàm số sau:
1. ∫ x. sin xdx
2. ∫ x cos xdx
3.
5.
∫ x sin 2 xdx
6.
9.
∫ x ln xdx
10.
x
∫ cos x dx
17. ∫ e . cos xdx
13.
2
x
14.
∫ x cos 2 xdx
∫ ln
∫ xtg
18.
2
2
xdx
xdx
∫x e
3
15.
x2
dx
b) ∫ x cos xdx ;
∫ (x
2
+ 5) sin xdx
∫ x.e dx
ln xdx
11. ∫
x
7.
c) ∫ ln xdx .
2
4 ∫ ( x + 2 x + 3) cos xdx
x
∫ sin x dx
19. ∫ x ln(1 + x
3
8.
12.
16.
2
)dx
∫ ln xdx
∫e
x
dx
∫ ln( x + 1)dx
20. ∫ 2 xdx
2
x
20.
∫x
x − 1.dx
Tài liệu hướng dẫn tự học môn Giải tích 12
∫ x lg xdx
21.
22.
ln(1 + x)
2
dx
24. ∫ x cos 2 xdx
x2
BÀI TẬP RÈN LUYỆN
∫ 2 x ln(1 + x)dx
23.
∫
1. Bài tập cơ bản:
Bài 1: Tìm các nguyên hàm sau:
1
3
2 x
dx ;
a) ∫ sin dx ;
b) ∫ (1 + 2 x) dx ;
c) ∫
2
3x + 1
Bài 2: Tìm nguyên hàm của các hàm số sau:
x + x +1
2x −1
a) f(x) =
;
b)
f(x)
=
;
3
ex
x
x3
dx .
d) ∫
x+2
1
;
sin x. cos 2 x
1
f) f(x) =
.
(1 + x)(1 − 2 x)
c) f(x) =
e) f(x) = tan2x;
d) f(x) = sin5x.cos3x;
2
Bài 3: Sử dụng phương pháp đổi biến số, hãy tính:
3
9
a) ∫ (1 − x) dx (đặt t = 1 - x);
b) x (1 + x 2 ) 2 dx (đặt t = 1 + x2);
∫
3
c) ∫ cos x sin xdx (đặt t = cosx);
d) ∫
Bài 4: Tìm:
dx
(đặt t = ex + 1).
e + e−x + 2
x
x +1
dx .
x + 2x + 2
Bài 5: Sử dụng phương pháp tính nguyên hàm từng phần, hãy tính:
2
x
a) ∫ (1 − x) cos xdx ;
b) ∫ x sin 2 xdx ;
c) ∫ x ln(1 + x)dx ;
d) ∫ ( x + 2 x − 1)e dx ;
2x
3 2x
a) ∫ (e + 5) e dx ;
e) ∫ x sin( 2 x + 1)dx ;
2
b) ∫ sin x cos xdx ;
3x
g) ∫ (1 + x )e dx ;
b) y = cos
b) f(x) = sin2x.cos3x + 3tan2x biết rằng F(π) = 0.
2
Bài 2: Tìm:
2
a) ∫ 2 x x + 1dx ;
e tan x
dx ;
e) ∫
cos 2 x
Bài 3: Tìm:
2 x
a) ∫ x e dx ;
2
d) ∫ x cos(3 x)dx ;
b) ∫ 3 x
2
x 3 + 1dx ;
e− x
dx ;
f) ∫
1 + e−x
2
h) ∫ x ln(1 + 2 x )dx .
Bài 6: Tìm nguyên hàm F(x) của các hàm số sau:
1
2
x
a) f(x) = 3 x − + 4.e biết rằng F(0) = 1;
x
2. Bài tập nâng cao:
Bài 1: Tìm nguyên hàm của các hàm số sau:
a) y = (2tanx + cotx)2;
c) ∫
x
;
2
c) y = sinx 2 cos x − 1 .
x
dx ;
(3 x + 9) 4
1
dx ;
g) ∫
x ln x
c) ∫
2
2
b) ∫ 3 x cos(2 x )dx ;
e) ∫ x ln xdx ;
4
d) ∫
2x + 4
dx ;
x + 4x − 5
2
h) ∫ 2 xe
x 2 +4
dx .
3
c) ∫ x ln(2 x )dx ;
x
f) ∫ x sin dx .
3
Tài liệu hướng dẫn tự học môn Giải tích 12
§2. TÍCH PHÂN
I- KHÁI NIỆM TÍCH PHÂN:
1. Diện tích hình thang cong:
Cho hàm số y = f(x) liên tục, không đổi dấu trên đoạn [a; b]. Hình phẳng giới hạn bởi đồ thò của hàm
số y = f(x), trục hoành và hai đường thẳng x = a, x = b được gọi là hình thang cong.
y
Với hình phẳng D giới hạn bởi một đường
cong kín bất kì ta có thể chia nhỏ thành những
B
hình thang cong bằng cách kẻ những đường
y = f(x)
song song với các trục tọa độ.
A
x
O
a
b
Diện tích hình thang cong aABb: S = F(b) - F(a), trong
đó F(x) là một nguyên hàm của hàm số y = f(x).
2. Đònh nghóa tích phân:
Cho y = f(x) là một hàm số liên tục trên đoạn [a; b]. Giả sử F(x) là một nguyên hàm của f(x) trên
đoạn [a; b]. Hiệu số F(b) - F(a) được gọi là tích phân từ a đến b (hay tích phân xác đònh trên đoạn [a; b]) của
b
hàm số f(x), kí hiệu là
∫ f ( x )dx . Dùng kí hiệu F( x )
a
Cận trên
b
∫ f ( x)dx = F ( x)
Cận dưới
b
a
b
a
để chỉ hiệu số F(b) - F(a), ta có:
= F (b) − F (a ) (NewTon - Lebniz)
a
Ví dụ: Tính các tích phân sau:
1
2
a) ∫ x dx =
e
b)
0
∫
1
dx
=
x
a
* Chú ý: i) Ta quy ước ∫ f ( x)dx = 0 (a = b),
a
b
a
a
b
∫ f ( x)dx = −∫ f ( x)dx (a > b).
ii) Tích phân của hàm số f từ a đến b không phụ thuộc vào biến số, chỉ phụ thuộc vào hàm
b
số và các cận a, b nên ta có thể kí hiệu
∫
f ( x )dx hoặc
a
b
∫ f (t)dt .
a
iii) Ý nghóa hình học của tích phân: Nếu hàm số y = f(x) liên tục và không âm trên đoạn [a;
b
b], thì tích phân
∫ f ( x )dx
là diện tích S của hình thang cong giới hạn bởi đồ thò hàm số f(x), trục Ox và hai
a
b
đường thẳng x = a, x = b. Vậy S =
∫ f ( x )dx .
a
II- TÍNH CHẤT CỦA TÍCH PHÂN:
b
b
* Tính chất 1: ∫ kf ( x)dx = k ∫ f ( x)dx (k là hằng số)
a
a
b
b
b
a
a
a
* Tính chất 2: ∫ [ f ( x) ± g ( x)] dx = ∫ f ( x)dx ± ∫ g ( x)dx.
5
Tài liệu hướng dẫn tự học môn Giải tích 12
2
2
Ví dụ: Tính tích phân sau: ∫ ( x − 3 x )dx =
0
...............................................................................................................................................................................................
* Tính chất 3:
b
c
b
a
a
c
∫ f ( x)dx = ∫ f ( x)dx + ∫ f ( x)dx (a < c < b)
Ví dụ: Tính các tích phân sau:
2π
2
a) I = ∫
x − 1dx ;
b) J =
∫
1 − cos 2 x dx .
0
−2
BÀI TẬP: TÍNH TÍCH PHÂN BẰNG CÁCH SỬ DỤNG TÍNH CHẤT VÀ NGUN HÀM CƠ BẢN:
1
e
1 1
2
2. ∫ ( x + + 2 + x )dx
x
x
1
1. ∫ ( x + x + 1)dx
3
0
π
2
1
5. ∫ (2sin x + 3cosx + x)dx
x
6. ∫ (e + x )dx
1
9. ∫ (3sin x + 2cosx + ) dx
x
π
1
π
3
π
2
3
3.
∫ x − 2 dx
3
7. ∫ ( x + x x )dx
0
∫
x + 1dx
1
2
8. ∫ ( x + 1)( x − x + 1)dx
1
e2
7x − 2 x − 5
11. ∫
dx
x
1
10. ∫ (e + x + 1)dx
x
4.
1
1
0
2
2
0
3
5
12.
∫
2
dx
x+2 + x−2
III- PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN:
1. Phương pháp đổi biến số:
Đònh lí: Cho hàm số f(x) liên tục trên đoạn [ a; b] . Giả sử hàm số x = ϕ (t ) có đạo hàm liên tục trên
b
β
a
α
đoạn [α ; β ] sao cho ϕ ( α ) = a, ϕ (β) = b và a ≤ ϕ (t ) ≤ b , ∀t ∈ [α ; β ] ta có: ∫ f ( x)dx = ∫ f (ϕ (t ))ϕ ' (t )dt.
b
a) Đổi biến số dạng 1: Tính I = ∫ f ( x)dx bằng cách đặt x = ϕ (t )
a
1
Ví dụ: Tính tích phân
1
∫1+ x
0
2
dx
b
b) Đổi biến số dạng 2: Tính I = ∫ f ( x)dx bằng cách đặt t = ϕ (x)
a
Đặt t = ϕ(x) ⇒ dt = ϕ'(x)dx
Đổi cận: x = a ⇒ t1 = ϕ(a)
x = b ⇒ t2 = ϕ(b)
Biến đổi f(x)dx = C.f[ϕ(x)].ϕ'(x)dx (với C là hằng số)
Khi đó ta có: I =
b
t2
t2
a
t1
t1
∫ f ( x )dx = ∫ C. f [ϕ ( x )].ϕ ' ( x )dx = ∫ C. f (t)dt
Ví dụ: Tính các tích phân sau:
π
2
a) sin 2 x cos xdx ;
∫
0
0
b) ∫ x x + 1dx ;
−1
BÀI TẬP: Tính các tích phân:
6
2
1
c) ∫ x(x − 1)
0
2017
dx.
Tài liệu hướng dẫn tự học môn Giải tích 12
π
2
3
2
1. ∫ sin xcos xdx
6.
π
3
π
6
∫
π
2
2
3
2. ∫ sin xcos xdx
π
3
1
x x +1
3
π
2
dx
1
dx
12. ∫
1 + x2
0
sin x
17.
∫0 1 + 3cosx dx
3
π
3
π
2
1
9.
∫
x +1
3
dx
x
15. ∫ e
sin xdx
sin x − cos x
1 + ln x
dx
dx 19. ∫
π
x
1 + sin 2 x
1
∫x
3
1 − x 2 dx
2
+2
xdx
0
π
2
∫
10.
0
1
cosx
π
4
e
18.
1
x2
0
14. ∫ e
cosxdx
π
4
π
2
16. ∫ sin xcos xdx
2
13. ∫ e
sin x
π
6
0
0
π
2
5. ∫ cot xdx
∫ tan xdx
3
2
8. ∫ x x + 1dx
0
1
1
4.
π
4
π
4
1
2
7. ∫ x x + 1dx
1 + 4sin xcosxdx
2
1
sin x
∫ 1 + 3cosx dx
0
0
11. ∫
3.
π
2
4
π
2
20. ∫ sin 2 x + sin x dx
0
1 + 3 cos x
2. Phương pháp tính tích phân từng phần:
Đònh lí: Nếu u = u(x) và v = v(x) là hai hàm số có đạo hàm liên tục trên đoạn [ a; b] thì :
b
b
b
a
a
b
∫ u ( x)v' ( x)dx = (u ( x)v( x)) a − ∫ u' ( x)v( x)dx hay ∫ udv = uv a − ∫ vdu.
b
a
b
a
vi phân hai vế
b
* Chú ý: Tính I = ∫ u ( x)v' ( x)dx . Đặt
a
u = ... ⇒ du = ...dx
b b
(
uv)
− vdu .
, khi đó: I =
dv = ...dx ⇒ v = ...
a ∫a
nguyên hàm hai vế
Tích phân các hàm sớ dễ phát hiện u và dv
β
∫
Dạng 1
α
u = f ( x)
du = f '( x)dx
sin ax
sin ax
Đặt:
⇒
dv = cos ax dx v = ∫ cosax dx
e ax
eax
dx
u = ln(ax)
du = x
⇒
Đặt
dv = f ( x)dx v = f ( x)dx
∫
sin ax
f ( x) cosax dx
e ax
β
∫ f ( x) ln(ax)dx
Dạng 2:
α
β
ax sin ax
Dạng 3: ∫ e .
dx
cosax
α
π
2
2
ln x
Ví dụ 1: Tính các tích phân: a) I = ∫ 5 dx ; b) J = x cos xdx ;
∫
x
1
0
Ví du 2: Tính các tích phân sau
u = x 2 e x
1
2 x
xe
dx đặt
a/ ∫
dx
2
( x + 1)
0
dv = ( x + 1) 2
1
1
1
1
c) K = ∫ xe dx ;
x
0
u = x 5
x dx
b/ ∫ 4
x 3dx
3 đặt
(
x
−
1)
dv
=
2
( x 4 − 1)3
3
1
8
dx
1 + x2 − x2
dx
x 2 dx
=
dx
=
−
= I1 − I 2
c/ ∫
2 2
2 2
2
2 2
∫
∫
∫
(1
+
x
)
(1
+
x
)
1
+
x
(1
+
x
)
0
0
0
0
7
π
2
d) L = e x sin xdx .
∫
0
Tài liệu hướng dẫn tự học môn Giải tích 12
1
dx
bằng phương pháp đởi biến sơ
1 + x2
0
Tính I1 = ∫
1
x 2 dx
Tính I2 = ∫
bằng phương pháp từng phần : đặt
(1 + x 2 ) 2
0
u = x
x
dv = (1 + x 2 ) 2 dx
Bài tập
e
ln x
1. ∫ 3 dx
x
1
1
e
2.
∫ x ln xdx
1
e
2
6. ∫ x ln xdx 7. ∫ x ln( x + 1)dx
e
1
∫ ( x + x ) ln xdx
10.
∫ ln( x
11.
π
2
15) x cos2 xdx 16)
∫
0
∫ sin
e
21) ∫
xdx
17)
a)
∫
−
3
1
2
12.
∫x
e
2
ln 3 x
5. ∫ 3 dx
x
1
ln xdx
1
π
2
∫ ( x + cosx) s inxdx
0
1
∫ x tan
2
xdx 13.
∫ ( 2 x + 3) e
2x
dx
14.
0
π
3
π
x + sin x
dx
cos2 x
0
18) ∫ x sin x cos xdx
∫
2
0
π
2
π
2
∫ e cos xdx
x
0
π
4
19) x(2 cos2 x − 1)dx
∫
0
3
dx 22) ( x + cos 3 x) sin xdx 23) ∫ ln( x 2 − x)dx
∫
x
2
0
BÀI TẬP RÈN LUYỆN
1. Bài tập cơ bản:
Bài 1: Tính các tích phân sau:
1
2
9.
π
4
ln x
1
ln xdx
π
3
+ x)dx
0
2
ln(1 + x)
dx
2
x
1
2
2
1
1
π2
∫
∫x
2
1
20)
8.
0
1
4.
0
1
e
e
2
3. ∫ x ln( x + 1)dx
1
2
ln 2
3
b) x − 1 dx ;
∫0 x 2 − 1
2
(1 − x ) dx ;
c)
0
2
1
dx
e) ∫1 x ( x + 1) ;
1
2
dx ;
d) ∫
( x − 2)( x + 3)
−1
∫
e 2 x +1 + 1
dx ;
ex
0
dx
x − 3x + 2
−1
g) ∫
2
.
2
Bài 2: Tính các tích phân sau:
π
2
π
2
π
2
a) sin( π − x )dx ;
∫0 4
b) ∫ sin 3 x cos 5 xdx ;
−
π
2
c) ∫ sin 2 x. sin 7 xdx ;
π
2
−
d) sin 2 xdx .
∫
π
2
0
Bài 3: Tính các tích phân sau:
2
a) ∫ 1 − x dx ;
0
2
b) ∫
3
2
c) ∫ x − x − 2 dx ;
x 2 + 2 x + 1dx ;
1
0
3
2
d) ∫ x − 3 x + 2 dx .
0
Bài 4: Sử dụng phương pháp đổi biến số, hãy tính:
2
a) ∫ x + 2dx ;
1
3
e) ∫
0
x
2
(1 + x )
3
2
dx ;
1
b) ∫ x
1
3
1 − x dx ;
0
1
e x (1 + x )
dx ;
1 + xe x
0
f) ∫
c) ∫ e 2 xdx ;
x2
0
1
2
g) ∫ 1 − x dx .
0
8
π
2
d) ∫ sin 2 x cos xdx ;
0
Tài liệu hướng dẫn tự học môn Giải tích 12
Bài 5: Sử dụng phương pháp tích phân từng phần, hãy tính:
π
2
2. Bài tập nâng cao:
Bài 1: Tính các tích phân sau:
4
x−2 2
) dx ;
a) ∫ (
x+3
−2
1
−1
2x + 1
x2 + x + 1
2
−x
d) ∫ ( x − 2 x − 1)e dx .
0
1
0
1
c) ∫ ln(1 + x )dx ;
2
b) ∫ x ln xdx ;
a) ( x + 1) sin xdx ;
∫
d) ∫
1
e
0
6
9
b) ∫ ( x + 3 − x − 4 )dx ;
3
c) ∫ x 1 − x dx ;
−4
π
2
1
2
x9
dx .
f) ∫ 10
x + 4x5 + 4
1
cos x
e)
∫0 1 + 4 sin x dx ;
dx ;
Bài 2: Tính các tích phân sau:
1
a) ∫
0
0
3
dx
4−x
;
2
dx
c) ∫ 2
;
x + 2x + 2
−1
dx
b) ∫ 2
;
x +3
3
d)
a
2
1
∫
a2 − x 2
0
dx (a > 0) .
Bài 3: Tính các tích phân sau:
π
2
1
e
a) ( x 2 − 2 x + 3) sin xdx ;
∫
2
d) ∫ x cos xdx .
0
1
0
0
2
2x
c) ∫ ( x + 1)e dx ;
b) ∫ x ln xdx ;
2
1
IV. MỘT SỐ TÍCH PHÂN ĐẶC BIỆT:
Bµi to¸n më ®Çu: Hµm sè f(x) liªn tơc trªn [-a; a], khi ®ã:
VÝ dơ: +) Cho f(x) liªn tơc trªn [3π
2
TÝnh:
−
∫π
a
a
−a
0
∫ f ( x)dx = ∫ [ f ( x) + f (− x)]dx
3π 3π
] tháa m·n f(x) + f(-x) =
;
2 2
2 − 2 cos 2 x ,
1
x 4 + sin x
∫−1 1 + x 2 dx
+) TÝnh
f ( x)dx
3
2
a
Bµi to¸n 1: Hµm sè y = f(x) liªn tơc vµ lỴ trªn [-a, a], khi ®ã:
∫ f ( x)dx = 0.
−a
1
∫ ln( x +
VÝ dơ: TÝnh:
1 + x 2 )dx
−1
π
2
∫π cos x ln( x +
−
1 + x 2 )dx
2
a
Bµi to¸n 2: Hµm sè y = f(x) liªn tơc vµ ch½n trªn [-a, a], khi ®ã:
∫
−a
1
VÝ dơ: TÝnh
∫x
−1
π
2
x dx
4
∫
− x +1
2
−
π
2
a
f ( x )dx = 2 ∫ f ( x) dx
0
x + cos x
dx
4 − sin 2 x
a
Bµi to¸n 3: Cho hµm sè y = f(x) liªn tơc, ch½n trªn [-a, a], khi ®ã:
3
VÝ dơ: TÝnh:
x +1
∫1+ 2
−3
π
2
2
x
dx
∫π
−
sin x sin 3 x cos 5 x
dx
1+ ex
2
9
a
f ( x)
∫−a1 + b x dx = ∫0 f ( x)dx (1 ≠ b>0, ∀ a)
Tài liệu hướng dẫn tự học môn Giải tích 12
π
], th×
2
Bµi to¸n 4: NÕu y = f(x) liªn tơc trªn [0;
π
2
π
2
∫ f (sin x) = ∫ f (cos x)dx
0
0
π
2
π
2
sin 2009 x
∫0 sin 2009 x + cos 2009 x dx
VÝ dơ: TÝnh
sin x
∫
sin x + cos x
0
π
Bµi to¸n 5: Cho f(x) x¸c ®Þnh trªn [-1; 1], khi ®ã:
∫ xf (sin x)dx =
0
π
VÝ dơ: TÝnh
b
Bµi to¸n 6:
∫
a
π
x
∫0 1 + sin x dx
π
x sin x
∫ 1 + cos
2
0
x
x sin x
0
b
b
∫
⇒
a
VÝ dơ: TÝnh
ππ
f (sin x)dx
2 ∫0
∫ 2 + cos x dx
b
f (a + b − x )dx = ∫ f ( x )dx
dx
f (b − x) dx = ∫ f ( x)dx
0
0
π
4
dx
∫ sin 4 x ln(1 + tgx)dx
0
Bµi to¸n 7: NÕu f(x) liªn tơc trªn R vµ tn hoµn víi chu k× T th×:
a +T
∫
a
T
2008π
∫
∫
−1
π
4
1− x
dx
1+ 2x
2
2.
∫π
−
1
2
0
1 − cos 2 x dx
x − x + x − x +1
dx 3.
cos 4 x
7
5
1
3
∫ (1 + e
x
−1
π
2
dx
)(1 + x 2 )
4.
π
6. ∫ sin(sin x + nx)dx 7.
0
2
∫
−π
2
2
sin 5 x
1 + cos x
2
tga
cot ga
e
1
e
xdx
∫
8. 1 + x 2 +
1
dx
x + cos x
dx
2
x
∫π 4 − sin
−
4
2π
1− x
)dx
5. ∫ cos 2 x ln(
1+ x
1
−
0
T
f ( x) dx = n ∫ f ( x )dx
0
C¸c bµi tËp ¸p dơng:
1.
∫
⇒
0
VÝ dơ: TÝnh
1
nT
f ( x)dx = ∫ f ( x)dx
∫
dx
= 1 (tga>0)
x(1 + x 2 )
V. TÍCH PHÂN HÀM GIÁ TRỊ TUYỆT ĐỐI:
3
1.
∫x
2
2
− 1dx
2.
−3
π
5.
∫
−π
1 − sin x dx
∫x
2
3. ∫ x x − m dx
− 4 x + 3 dx
0
π
3
6.
∫
π
6
4.
0
tg x + cot g x − 2dx 7.
2
π
2
1
2
−
3π
4
∫ sin 2 x dx
π
4
∫π sin x dx
2π
8.
∫
2
1 + cos x dx
0
§2. ỨNG DỤNG CỦA TÍCH PHÂN TRONG HÌNH HỌC
I- TÍNH DIỆN TÍCH HÌNH PHẲNG:
1. Hình phẳng giới hạn giới hạn bởi một đường cong và trục hoành:
y liên tục, trục hoành (y = 0) và hai đường
Diện tích hình phẳng giới hạn bởi: đồ thò của hàm số f(x)
thẳng x = a, x = b được tính theo công thức:
b
S = ∫ f ( x ) dx
a
10
Tài liệu hướng dẫn tự học môn Giải tích 12
Ví dụ: Tính diện tích hình phẳng được giới hạn bởi đồ thò của hàm số y = x 3, trục hoành và hai đường thẳng x
= -1, x = 2.
2. Hình phẳng giới hạn bởi hai đường cong:
y
Cho hai hàm số y = f1(x) và y = f2(x) liên tục trên đoạn [a; b]. Gọi D là hình phẳng giới hạn bởi đồ thò hai
hàm số đó và các đường thẳng x = a, x = b. Khi đó diện tích hình phẳng D là:
b
S = ∫ f1 ( x ) − f2 ( x ) dx
a
* Chú ý: Nếu phương trình hoành độ giao điểm f 1(x) = f2(x) có đúng hai nghiệm x 1, x2 ∈ (a; b) với (x1 < x2)
x1
thì
∫
a
x1
f1 ( x ) − f2 ( x ) dx = ∫ [ f1 ( x ) − f2 ( x )]dx . Khi đó:
a
b
x1
x2
b
a
a
x1
x2
S = ∫ f1 ( x ) − f2 ( x ) dx = ∫ [ f1 ( x ) − f2 ( x )]dx + ∫ [ f1 ( x ) − f2 ( x )]dx + ∫ [ f1 ( x ) − f2 ( x )]dx
Ví dụ 1: Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi hai đường y = x2 - 3x + 4 và y = x + 1.
Ví dụ 2: Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi các đường: y = x3 - x, y = x - x2, x = -1, x = 2.
Ví dụ 3: Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi các đường: y = sinx, y = cosx, x = 0, x = π.
II- TÍNH THỂ TÍCH:
1. Thể tích của vật thể:
Cắt vật thể (T) bởi hai mặt phẳng (P) và (Q) vuông góc trục Ox lần lượt tại x = a, x = b. Một mặt
phẳng tùy ý vuông góc với Ox tại x ∈ [a; b] cắt (T) theo thiết diện có diện tích là S(x). Giả sử S(x) liên
tục trên đoạn [a; b]. Khi đó thể tích vật thể (T) là:
b
V = ∫ S ( x )dx
a
2. Thể tích khối chóp cụt:
Cho khối chóp cụt tạo bởi khối chóp đỉnh S có diện tích hai đáy lần lượt là B, B' và có chiều cao
h
bằng h. Khi đó thể tích khối chóp cụt là V = ( B + BB' + B' ) .
3
III- THỂ TÍCH KHỐI TRÒN XOAY:
Hình thang cong giới hạn bởi đồ thò hàm số y = f(x), trục Ox và hai đường thẳng x = a, x = b (a < b)
quay xung quanh trục Ox tạo thành khối tròn xoay.
Thể tích khối tròn xoay là:
b
V = π ∫ [ f ( x )]2 dx
a
Ví dụ 1: Cho hình phẳng giới hạn bởi đường cong y = cosx, trục hoành và hai đường thẳng x = 0, x = π.
Tính thể tích khối tròn xoay thu được khi quay hình này xung quanh trục Ox.
Ví dụ 2: Tính thể tích khối tròn xoay do hình phẳng giới hạn bởi các đường y = -x 2 - 2x + 3, y = 0 quay
quanh trục Ox.
BÀI TẬP RÈN LUYỆN
1. Bài tập cơ bản:
Bài 1: Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi parabol y = 2 - x2, y = 0 và đường thẳng y = -x.
Bài 2: Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi các đường:
a) x = -1, x = 3, y = 0, y = x4 + 2x2 + 3;
b) y = x2 - 2, y = -3x + 2;
c) y = x2 - 12x + 36, y = 6x - x2.
11
Tài liệu hướng dẫn tự học môn Giải tích 12
Bài 3: Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi các đường:
a) y = x2, y = x + 2;
b) y = |lnx|, y = 1;
c) y = (x - 6)2, y = 6x - x2.
Bài 4: Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi đường cong y = x 2 + 1, tiếp tuyến với đường này tại điểm
M(2; 5) và trục Oy.
Bài 5: Tính thể tích vật thể tròn xoay do hình phẳng giới hạn bởi trục hoành và parabol y = x(4 - x) quay
quanh trục hoành.
Bài 6: Tính thể tích khối tròn xoay do hình phẳng giới hạn bởi các đường sau đây quay quanh trục Ox:
x
π
a) y = -x2 + 1, y = 0;
b) y = sin , y = 0, x = 0, x = ;
c) y = lnx, y = 0, x = e.
2
4
Bài 7: Tính thể tích khối tròn xoay do hình phẳng giới hạn bởi các đường sau quay quanh trục Ox:
π
π
a) y = 1 - x2, y = 0;
b) y = cosx, y = 0, x = 0, x = ;
c) y = tanx, y = 0, x = 0, x = .
4
4
2. Bài tập nâng cao:
Bài 1: Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi các đường: y = x2, x - y + 2 = 0, y = 0.
Bài 2: Tính thể tích khối tròn xoay khi quay hình phẳng xác đònh bởi y = 2x - x 2, y = x, quanh trục Ox.
* ÔÂN TẬP CHƯƠNG III *
1. Bài tập cơ bản:
Bài 1: Tìm nguyên hàm của các hàm số sau:
a) f(x) = (x - 1)(1 - 2x)(1 - 3x);
b) f(x) = sin4xcos22x;
1
c) f(x) =
d) f(x) = (ex - 1)3.
2 ;
1− x
Bài 2: Tính
( x + 1) 2
e3x + 1
(
2
−
x
)
sin
xdx
dx ;
dx ;
a) ∫
;
b) ∫
c) ∫ x
x
e +1
1
1
1
dx ;
dx ;
dx .
d) ∫
e) ∫
f) ∫
2
(1 + x )(2 − x )
(sin x + cos x )
1+ x + x
Bài 3: Tính:
3
2
π
64
x
1+ x
2 3x
dx ;
dx ;
a) ∫
b) ∫ 3
c) ∫ x e dx ;
d) ∫ 1 + sin 2 x dx .
1+ x
x
0
0
0
1
Bài 4: Tính:
π
2
1
a) cos 2 x sin xdx ;
∫
2
0
2
1
dx ;
d) ∫ 2
0 x − 2x − 3
2
( x + 1)( x + 2)( x + 3)
dx ;
2
x
1
x
−x
b) ∫ 2 − 2 dx ;
c) ∫
−1
π
2
π
e) (sin x + cos x ) dx ;
∫
2
0
2
f) ∫ ( x + sin x ) dx .
0
2. Bài tập nâng cao:
Bài 1: Xét hình phẳng D giới hạn bởi y = 2 1 − x 2 và y = 2(1 - x).
a) Tính diện tích hình D;
b) Quay hình D xung quanh trục Ox. Tính thể tích khối tròn xoay được tại thành.
Bài 2: Tính thể tích các hình tròn xoay tạo nên do hình phẳng giới hạn bởi các đường (C): y = x 2 + 1, trục
tung và tiếp tuyến của (C) tại điểm (1; 2) khi quay quanh trục Ox.
12
Tài liệu hướng dẫn tự học môn Giải tích 12
CHƯƠNG IV. SỐ PHỨC
----- oOo -----
§1. SỐ PHỨC
1. Số i:
Phương trình x2 + 1 = 0 có một nghiệm là một số được kí hiệu là "i" với i2 = -1
2. Đònh nghóa số phức:
• Mỗi biểu thức dạng a + bi, trong đó a, b ∈ R, i 2 = -1 được gọi là một số phức.
• Đối với số phức z = a + bi, ta nói a là phần thực, b là phần ảo của z.
• Tập hợp các số phức kí hiệu là C (Complex).
* Chú ý:
z = a + bi
• Số thực a = a + 0i. Mỗi số thực a cũng là một số phức và R ⊂ C.
• Số thuần ảo: bi = 0 + bi
• i = 0 + 1i (số i được gọi là đơn vò ảo)
• Số phức 1 + (-3)i có thể viết 1 - 3i, số phức 1 + 3 i còn có thể viết 1 + i 3 .
3. Số phức bằng nhau:
Hai số phức là bằng nhau nếu phần thực và phần ảo của chúng tương ứng bằng nhau.
a + bi = c + di ⇔ a = c và b = d
Ví dụ: Tìm x, y để hai số phức z = (2x+1) + (3y-2)i, z’ = (x – 2) +(4y -3)i bằng nhau.
Giải:
...................................................................................................................
...................................................................................................................
4. Biểu diễn hình học số phức:
Điểm M(a; b) trong một hệ tọa độ vuông góc của mặt
phẳng được gọi là điểm biểu diễn số phức z = a + bi.
Ví dụ 1: Biểu diễn hình học của các số phức: 3 + 2i, 2
- i, -2 - 3i, 3i, 4.
Giải: ......................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
y
6
5
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
Ví dụ 2: Trên mặt phẳng tọa độ, tìm tập hợp điểm
biểu diễn của số phức z thỏa mãn điều kiện phần ảo
bằng -5 và phần thực thuộc khoảng (-4; 4).
Giải: ......................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
4
3
2
1
-5
-4
-3
-2
-1
O
-1
-2
-3
-4
-5
-6
5. Môđun của số phức:
13
1
2
3
4
5
x
Tài liệu hướng dẫn tự học môn Giải tích 12
Giả sử số phức z = a + bi được biểu diễn bởi điểm
M(a; b) trên mặt phẳng tọa độ. Độ dài của vectơ OM
được gọi là môđun của số phức z và kí hiệu là z .Vậy:
z = a + bi = OM =
y
M
b
a2 + b2
x
O
6. Số phức liên hợp:
Cho số phức z = a + bi. Ta gọi a - bi là số phức liên hợp của z
và kí hiệu là z = a - bi.
Ví dụ:
Số phức liên hợp của z = -3 + 2i là: ......................................................
Số phức liên hợp của z = 4 - 3i là: .......................................................
* Chú ý: Trên mặt phẳng tọa độ, các điểm biểu diễn z và z
đối xứng nhau qua trục Ox, và z = z, z = z .
a
y
z = a + bi
M
b
x
O
-b
a
M'
z = a - bi
Ghi chú:
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
BÀI TẬP RÈN LUYỆN
1. Bài tập cơ bản:
Bài 1: Tìm phần thực và phần ảo của số phức z, biết:
a) z = 1 - πi;
b) z = 2 - i;
c) z =
Bài 2: Tìm các số thực x và y, biết:
a) (3x - 2) + (2y + 1)i = (x + 1) - (y - 5)i;
c) (2x + y) + (2y - x)i = (x - 2y + 3) + (y + 2x + 1)i.
Bài 3: Tính |z| với:
a) z = -2 + i 3 ;
b) z = 2 - 3i;
Bài 4: Tìm z , biết:
a) z = 1 - i 2 ;
b) z = - 2 + i 3 ;
2 2;
d) z = -7i.
b) (1 - 2x) - i 3 =
5 + (1 - 3y)i;
c) z = -5;
d) z = i 3 .
c) z = 5;
d) z = 7i.
Bài 5: Trên mặt phẳng tọa độ, tìm tập hợp điểm biểu diễn các số phức z thỏa mãn điều kiện:
a) Phần thực của z bằng -2;
b) Phần ảo của z bằng 3;
c) Phần thực của z thuộc khoảng (-1; 2);
d) Phần ảo của z thuộc đoạn [1; 3];
14
Tài liệu hướng dẫn tự học môn Giải tích 12
e) Phần thực và phần ảo của z đều thuộc đoạn [-2; 2].
2. Bài tập nâng cao:
Bài 1: Trên mặt phẳng tọa độ, tìm tập hợp điểm biểu diễn các số phức z thỏa mãn điều kiện:
a) |z| = 1;
b) |z| ≤ 1;
c) 1 < |z| ≤ 2;
d) |z| = 1 và phần ảo của z bằng 1.
Bài 2: Trên mặt phẳng Oxy, hãy tìm tập hợp điểm biểu diễn số phức z thỏa mãn đẳng thức z = 3 .
Bài 3: Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, hãy tìm tập hợp điểm biểu diễn số phức z thỏa z + i = 2 .
CÂU HỎI CHUẨN BỊ BÀI
.............................................................................................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................................................................................
15
Tài liệu hướng dẫn tự học môn Giải tích 12
§2. CỘNG, TRỪ VÀ NHÂN SỐ PHỨC
1. Phép cộng và phép trừ hai số phức:
Phép cộng và phép trừ số phức được thực hiện theo quy tắc cộng, trừ đa thức.
(a + bi) + (c + di) = (a + c) + (b + d)i;
(a + bi) - (c + di) = (a - c) + (b - d)i.
Ví dụ: Cho 2 số phức z1 = 2 + 5i; z2 = -2i. Tính z1 + z2, z1- z2.
Giải:
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
2. Phép nhân hai số phức:
Phép nhân hai số phức được thực hiện theo quy tắc nhân đa thức rồi thay i 2 = -1 trong kết quả nhận
được.
(a + bi)(c + di) = (ac - bd) + (ad +bc)i.
* Chú ý: Phép cộng và phép nhân các số phức có tất cả các tính chất của phép cộng và phép nhân các số
thực.
Ví dụ: Cho các số phức z = 1 - 2i, z1 = -2 + 3i. Thực hiện các phép tính:
a) z.z1;
b) z2;
c) z3 - 3z1.
Giải:
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
Ghi chú:
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
BÀI TẬP RÈN LUYỆN
1. Bài tập cơ bản:
Bài 1: Thực hiện các phép tính sau:
a) (2 - 3i) + (-4 + i);
d) (3 - 5i) + (2 + 4i);
Bài 2: Tính α + β, α - β với:
a) α = 3, β = 2i;
c) α = 1- 2i, β = 6i;
Bài 3: Thực hiện các phép tính sau:
b) 4i - (-7 + 3i);
e) (-2 - 3i) + (-1 - 7i);
c) (2 - 3i)(5 + 7i);
f) (4 + 3i) - (5 - 7i).
b) α = 5i, β = -7i;
d) α = 15, β = 4 - 2i.
16
Tài liệu hướng dẫn tự học môn Giải tích 12
a) (3 - 2i)(2 - 3i);
b) (-1 + i)(3 + 7i);
c) 5(4 + 3i);
d) (-2 - 5i).4i.
Bài 4: Tính:
a) (2 + 3i)2;
b) (2 + 3i)3;
c) (1 - 3i)3.
Bài 5: Tính i3, i4, i5. Nêu cách tính in với n là một số tự nhiên tùy ý.
2. Bài tập nâng cao:
Bài 1: Tính giá trò của biểu thức Q = (2 + 5 i)2 + (2 - 5 i)2.
Bài 2: Tìm phần thực và phần ảo của các số phức sau:
a) z = i + (2 – 4i) – (3 – 2i);
b) z = i(2 – i)(3 + i);
c) z = (5 + 2i) + (3 – i) + (1 + 2i);
2
2
12
13
d) z = (1 + i) – (1 – i) ;
e) z = 2i + i ;
f) z = (2 + i)3 – (3 – i)3.
CÂU HỎI CHUẨN BỊ BÀI
.............................................................................................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................................................................................
17
Tài liệu hướng dẫn tự học môn Giải tích 12
§3. PHÉP CHIA SỐ PHỨC
1. Tổng và tích của hai số phức liên hợp:
2
2
2
Cho số phức z = a + bi thì z + z = 2a và z.z = a + b = z .
• Tổng của một số phức với số phức liên hợp của nó bằng hai lần phần thực của số phức đó.
• Tích của một số phức với số phức liên hợp của nó bằng bình phương môđun của số phức đó.
2. Phép chia hai số phức:
a + bi ac + bd ad − bc
=
+
i.
Cho số phức c + di và a + bi. Ta có z =
c + di c 2 + d 2 c 2 + d 2
c + di
* Chú ý: Để tính
, ta nhân cả tử và mẫu với số phức liên hợp của mẫu (a + bi).
a + bi
Ví dụ 1: Thực hiện các phép chia sau:
1+ i
6 + 3i
a)
;
b)
.
2 − 3i
5i
Giải:
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
Ví dụ 2: Giải phương trình (1 + 3i)z - (2 + 5i) = (2 + i)z.
Giải:
Ghi chú:
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
BÀI TẬP RÈN LUYỆN
1. Bài tập cơ bản:
Bài 1: Thực hiện các phép chia:
2+i
1+ i 2
a)
;
b)
;
3 − 2i
2+i 3
1
Bài 2: Tìm nghòch đảo của số phức z, biết:
z
a) z = 1 + 2i;
b) z = 2 - 3i;
Bài 3: Thực hiện các phép tính sau:
c)
5i
;
2 − 3i
c) z = i;
(1 + i) 2 (2i)3
b)
;
−2+i
5 + 4i
d) 4 - 3i +
.
3 + 6i
a) 2i(3 + i)(2 + 4i);
c) 3 + 2i + (6 + i)(5 + i);
18
d)
5 − 2i
.
i
d) z = 5 + i 3 .
Tài liệu hướng dẫn tự học môn Giải tích 12
Bài 4: Giải các phương trình sau:
a) (3 - 2i)z + (4 + 5i) = 7 + 3i;
b)
z
+ (2 − 3i) = 5 − 2i .
4 − 3i
2. Bài tập nâng cao:
Bài 1: Tìm phần thực và phần ảo của các số phức sau :
4 + 2i
a) z = 3 − i −
;
b) z = 7 - 2i - (3 - 2i)2;
i
7 + 3i − 1 + 5i
3 −i
2 −i
−
d) z =
;
e)
−
;
1+ i
3 − 2i
1+ i
i
Bài 2: Cho z = 2 + 3i . Tìm phần thực, phần ảo và modun của số phức
Bài 3: Giải phương trình
2+i
− 1 + 3i
z=
.
1− i
2+i
c) z =
7−i
+ 5 - 4i;
2−i
z + 7i
.
z+5
CÂU HỎI CHUẨN BỊ BÀI
.............................................................................................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................................................................................
19
Tài liệu hướng dẫn tự học môn Giải tích 12
§4. PHƯƠNG TRÌNH BẬC HAI VỚI HỆ SỐ THỰC
1. Căn bậc hai của số thực âm:
Số thực a (a < 0) có hai căn bậc hai là ± i a .
Ví dụ: số -2 có hai căn bậc hai là ± i 2
2. Phương trình bậc hai với hệ số thực:
Giải phương trình bậc hai: ax2 + bx + c = 0 (*) (a, b, c ∈ R, a ≠ 0)
Tính: ∆ = b2 - 4ac (∆' = b'2 - ac)
−b± ∆
Nếu ∆ > 0 thì (*) có 2 nghiệm thực x1,2 =
.
2a
b
Nếu ∆ = 0 thì (*) có 1 nghiệm thực x = −
.
2a
−b±i ∆
Nếu ∆ < 0 thì (*) có 2 nghiệm phức x1,2 =
.
2a
* Chú ý: Mọi phương trình bậc n (n ≥ 1) đều có n nghiệm phức (không nhất thiết phân biệt).
Ví dụ 1: Giải phương trình x2 - x + 5 = 0 trên tập số phức.
Giải:
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
Ví dụ 2: Giải phương trình z4 + z2 - 6 = 0 trên tập số phức.
Giải:
3. Đònh lí Viète đối phương trình bậc hai nghiệm phức:
a) Cho z1, z2 là hai nghiệm phức của phương trình az2 + bz + c = 0 (a, b, c ∈ R, a ≠ 0). Hãy tính z1 + z2 và
z1.z2 theo a, b, c.
b) Cho z = a + bi là một số phức. Hãy tìm một phương trình bậc hai với hệ số thực nhận z và z làm
nghiệm.
c) Cho hai số phức z1, z2. Biết rằng z1 + z2 và z1.z2 là hai số thực. Chứng tỏ rằng z 1, z2 là hai nghiệm của
một phương trình bậc hai với hệ số thực.
Giải:
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
Ghi chú:
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................................................................................
BÀI TẬP RÈN LUYỆN
20
Tài liệu hướng dẫn tự học môn Giải tích 12
1. Bài tập cơ bản:
Bài 1: Tìm các căn bậc hai phức của các số sau: -7; -8; -12; -20; -121.
Bài 2: Giải các phương trình sau trên tập số phức:
a) -3z2 + 2z - 1 = 0;
b) 7z2 + 3z + 2 = 0;
c) 5z2 - 7z + 11 = 0.
Bài 3: Giải các phương trình sau trên tập số phức:
a) x2 + x + 1 = 0;
b) 3x2 - x + 2 = 0;
c) 3 x 2 2 − 2 x 3 + 2 = 0 .
Bài 4: Giải các phương trình sau trên tập số phức:
a) z4 + z2 - 6 = 0;
b) z4 + 7z2 + 10 = 0.
Bài 5: Cho phương trình: x2 - 3x + 5 = 0. Gọi z và z' là nghiệm của phương trình đã cho. Hãy tính giá trò
của các biểu thức sau:
a) z + z';
b) z2z' + zz'2.
2. Bài tập nâng cao:
Bài 1: Giải các phương trình sau trên C:
a) x 2 − 3.x + 1 = 0 ;
b) 3 2 .x 2 − 2 3.x + 2 = 0 ;
c) 3 x 2 2 − 2 x 3 + 2 = 0 .
Bài 2: Giải các phương trình sau trên tập số phức:
a) z 3 − 8 = 0 ;
b) x 3 + 8 = 0 ;
c) z3 – 1 = 0;
d) z 3 + 2 z 2 + 10 z = 0 .
CÂU HỎI CHUẨN BỊ BÀI
.............................................................................................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................................................................................
21
Tài liệu hướng dẫn tự học môn Giải tích 12
* ÔÂN TẬP CHƯƠNG IV *
TÓM TẮT NỘI DUNG CHƯƠNG IV:
22
Tài liệu hướng dẫn tự học môn Giải tích 12
1. Bài tập cơ bản:
Bài 1: Số phức thỏa mãn điều kiện nào thì có điểm biểu diễn ở phần gạch chéo trong các hình sau đây?
y
y
y
2
0
1
0
x
x
-2
-1
0
1
x
2
-1
a)
b)
c)
Bài 2: Trên mặt phẳng tọa độ, tìm tập hợp điểm biểu diễn các số phức z thỏa mãn điều kiện:
a) Phần thực của z bằng 1;
b) Phần ảo của z bằng -2;
c) Phần thực của z thuộc [-1; 2], phần ảo thuộc [0; 1];
d) |z| ≤ 2.
Bài 3: Tìm các số thực x, y sao cho:
a) 3x + yi = 2y + 1 + (2 - x)i;
b) 2x + y - 1 = (x + 2y - 5)i.
Bài 4: Thực hiện các phép tính sau:
1+ i
a) (3 + 2i)[(2 - i) + (3 - 2i)];
b) (4 - 3i) +
;
2+i
3 + i 4 − 3i
−
c) (1 + i)2 - (1 - i)2;
d)
.
2+i 2−i
Bài 5: Giải các phương trình sau trên tập số phức:
a) (3 + 4i)z + (1 - 3i) = 2 + 5i;
b) (4 + 7i)z - (5 - 2i) = 6iz.
Bài 6: Giải các phương trình sau trên tập số phức:
a) 3z2 + 7z + 8 = 0;
b) z4 - 8 = 0;
c) z4 - 1 = 0.
Bài 7: Tìm hai số phức, biết tổng của chúng bằng 3 và tích của chúng bằng 4.
2. Bài tập nâng cao:
Bài 1: Tìm các số thực a, b để z = 1 + 3i là một nghiệm của phương trình z4 + bz2 + c = 0.
Bài 2: Tìm các số phức z sao cho tích z(2 - 3i)(2 + i)(3 - 2i) là một số thực.
Bài 3: Tìm phần thực và phần ảo của số phức z = (1 - i)2009.
Bài 4: Cho f(z) = z3 - 2z2 - 7z - 3. Tính f(1 - 3i).
Bài 5: Cho f(z) = z3 - 2z2 - 7z - 3. Chứng minh rằng f(1 + i) + f(1 - i) ∈ R.
Bài 6: Tính z6 biết 3z - z = -4 + 8i.
1
3
Bài 7: Chứng minh rằng z = − +
i là một nghiệm của phương trình z3 = 1.
2 2
Bài 8: Tìm các nghiệm phức của phương trình 9z4 - 24z3 - 2z2 - 24z + 9 = 0.
Bài 9: a) Tìm các số thực a, b để có phân tích 2z 3 - 9z2 + 14z - 5 = (2z - 1)(z 2 + az + b) rồi giải phương
trình 2z3 - 9z2 + 14z - 5 = 0 trên C.
b) Tìm các số thực a, b để có phân tích z 4 - 4z2 - 16z - 16 = (z2 - 2z - 4)(z2 + az + b) rồi giải phương
trình z4 - 4z2 - 16z - 16 = 0 trên C.
Bài 10: Giải các hệ phương trình sau:
z1 + z2 = 4 + i
z1 z2 = −5 − 5i
2 z1 − ( 2 − i ) z 2 = 4 − 6i
a) 2
;
b) 2
;
c)
.
2
2
z1 + z2 = 5 − 2i
z1 + z2 = −5 + 2i
4 z1 − 2iz 2 = 16 − 4i
23