ÔN THI THPT QUỐC GIA
Chuyên đề
3
NGUYÊN HÀM-TÍCH PHÂNỨNG DỤNG
BÀI TOÁN 1:
TÍNH NGUYÊN HÀM BẰNG PHƯƠNG PHÁP BẢNG NGUYÊN HÀM
A. PHƯƠNG PHÁP
PHƯƠNG PHÁP DỰA VÀO BẢNG NGUYÊN HÀM
Bước 1: Biến đổi hàm số đã cho thành tổng, hiệu của các hàm số đơn giản có công thức
trong
bảng nguyên hàm cơ bản.
Bước 2: Áp dụng các công thức có trong bảng nguyên hàm để tính nguyên hàm của hàm
số
BẢNG NGUYÊN HÀM
Nguyên hàm cơ bản
f ( ax + b )
Nguyên hàm của hàm
∫ 1.dx = x +C
∫ a .dx =ax +C
α
∫ x dx =
x α +1
+C
α +1
( α ≠ −1 )
,
1 ( ax + b )
ax
+
b
dx
=
.
(
)
∫
a
α +1
α +1
α
∫
1
dx =2 x + C
x
∫
1
2
dx =
ax + b + C
a
ax + b
1
∫ x dx = ln x
1
+C
+C
1
∫ ax + b dx = a ln ax + b +C
1
∫x
2
dx = −
1
∫ ( ax + b )
THPT MONG THỌ
2
1
+C
x
1 1
dx = − .
+C
a ax + b Page 1
ÔN THI THPT QUỐC GIA
MỘT SỐ CÔNG THỨC THƯỜNG SỬ DỤNG:
Hằng đẳng thức đáng nhớ
(a + b)2 = a 2 + 2ab + b2
(a − b)2 = a 2 − 2ab + b2
(a + b)3 = a 3 + 3a 2b + 3ab2 + b3
(a + b)(a − b) = a 2 − b2
A (B + C ) = A B + A C
Nhân phân phối:
Tách lấy mẫu chung:
A +B A B
= +
C
C C
,
(Lưu ý:
A
A A
≠ +
B +C B C
)
B. CÁC VÍ DỤ
Ví dụ 1: Tìm họ nguyên hàm của các hàm số
f (x ) =
a/
f (x ) =
d/
f (x ) =
g/
2x 4 + 3
x2
f (x ) = x ( x + 2 )
2
b/
−3x − 1
x −1
c/
f (x ) = e − x (e x − 1)2
f (t ) = (1 + 2 sin t ) cos t
e/
cos 2x
sin x . cos 2 x
f/
f (x ) = cos2 x
f (x ) = 2 sin 3x cos 2x
2
e −x
f (x ) = e x 2 +
÷
cos2 x
h/
i/
Bài giải
∫ f (x )dx =∫
a/
2x 4 + 3
2x 4 3
3
2
3
dx
=
(
+ 2 )dx = ∫ (2x 2 + 2 )dx = x 3 − + C
2
2
∫
x
x
x
x
3
x
(
)
2
3
2
∫ f (x )dx = ∫ x ( x + 2 ) dx = ∫ x x + 4x + 4 dx = ∫ (x + 4x + 4x )dx =
2
b/
c/
e −x
x
f
(
x
)
dx
=
e
2
+
∫
∫ cos2 x
x4 4 3
+ x + 2x 2 + C
4 3
1
x
)dx = 2e x + t an x + C
÷dx = ∫ (2e +
2
cos x
Page 2
THPT MONG THỌ
ÔN THI THPT QUỐC GIA
−3x − 1
−3x + 3 − 4
4
∫ f (x )dx = ∫ x − 1 dx = ∫ x − 1 dx = ∫ ( −3 − x − 1)dx = −3x − 4 ln x − 1 + C
d/
e/
∫ f (x )dx = ∫e
−x
(e x − 1)2dx = ∫ e −x (e 2x − 2e x + 1)dx = ∫ (e x − 2 + e −x )dx = e x − 2x − e −x + C
1
f/
g/
∫ f (t )dt = ∫ (1 + 2 sin t ) cos t dt = ∫ (cos t + sin 2t )dt = sin t − 2 cos 2t + C
cos2 x − sin 2 x
1
1
∫ f (x )dx = ∫ sin 2 x .cos2 x dx = ∫ sin 2 x − cos2 x
÷dx = − cot x − t an x + C
1
h/
1
1
∫ f (x )dx = ∫ 2 sin 3x cos 2xdx = 2 ∫ (sin x + sin 5x )dx = 2 ( − cos x − 5 cos 5x ) +C
∫ f (x )dx = ∫ cos
2
x dx = ∫
i/
1 + cos 2x
1
1
1
dx = ∫ (1 + cos 2x )dx = (x + sin 2x ) + C
2
2
2
2
Ví dụ 2: Tính nguyên hàm
I = ∫ x (2x − 1) dx
I =∫
2
a/
I =∫
1
dx
x ( x − 1)
d/
g/
b/
x
I =∫ 2
dx
x + 3x + 2
e/
1
I =∫ 2
dx
x − 6x + 9
1 + te t − t
dt
t
h/
1 + 3x
I = ∫ x dx
e
I = ∫(
c/
f/
i/
1
x +1
2x 3 − 3x
I =∫
dx
x +2
I = ∫ t an 2 xdx
Bài giải
a/
4
1
I = ∫ x (2x − 1)2 dx = ∫ x (4x 2 − 4x + 1)dx = ∫ (4x 3 − 4x 2 + x )dx = x 4 − x 3 + x 2 +C
3
2
I =∫
b/
1 + te t − t
1
dt = ∫ ( + e t − 1)dt = ln t + e t − t + C
t
t
I = ∫(
c/
I =∫
1
2 3
2
+ x )dx = 2 x + 1 + x 2 + C = 2 x + 1 + x x + C
3
3
x +1
1
x − (x − 1)
1
1
dx = ∫
dx = ∫ (
− )dx = ln x − 1 − ln x +C
x ( x − 1)
x (x − 1)
x −1 x
d/
THPT MONG THỌ
Page 3
+ x )dx
ÔN THI THPT QUỐC GIA
I =∫
x
x
2
−1
dx = ∫
dx = ∫ (
+
)dx = 2 ln x + 2 − ln x + 1 + C
x + 3x + 2
( x + 1)(x + 2)
x + 2 x +1
I =∫
2x 3 − 3x
10
2x 3
dx = ∫ (2x 2 − 4x + 5 −
)dx =
− 2x 2 + 5x − 10 ln x + 2 + C
x +2
x +2
3
I =∫
1
1
−1
dx = ∫
dx =
+C
2
x − 6x + 9
(x − 3)
x −3
2
e/
f/
2
g/
x
− x 3 x
1 + 3x
1 3x
I = ∫ x dx = ∫ ( x + x )dx = ∫ e + x ÷ ÷dx = −e − x
e
e e
e ÷
h/
i/
x
3
3
e ÷
e ÷
1
+ +C = − x + +C
e
ln 3 − 1
3
ln ÷
e
1
I = ∫ t an 2 xdx = ∫
− 1 ÷dx = t an x − x + C
2
cos x
F (x)
Ví dụ 3: Tìm nguyên hàm
f (x ) = x 3 − 4x + 5;
f (x)
của hàm số
thỏa điều kiện cho trước
F (1) = 3
a/
f (x ) = 3 − 5 cos x ;
F (π ) = 2
x
f (x ) = sin 2 ;
2
π π
F ÷=
2 4
b/
f (x ) = sin 2x .cos x ;
c/
π
F ÷= 0
3
d/
Bài giải
F (x ) = ∫ f (x )dx = ∫ (x 3 − 4x + 5)dx =
a/
F (1) = 3 ⇔
Theo đề có
Vậy
b/
x4
− 2x 2 + 5x + C
4
1
−1
− 2 + 5 +C = 3 ⇔ C =
4
4
x4
1
F (x ) =
− 2x 2 + 5x −
4
4
F (x ) = ∫ f (x ) = dx = ∫ (3 − 5 cos x )dx = 3x − 5 sin x + C
F (π ) = 2 ⇔ 3π − 5 sin π + C = 2 ⇔ C = 2 − 3π
Theo đề có
F (x ) = 3x − 5 sin x + 2 − 3π
Vậy
Page 4
THPT MONG THỌ
ÔN THI THPT QUỐC GIA
c/
1
F (x ) = ∫ f (x )dx = ∫ sin 2x .cos xdx = (sin x + sin 3x ) + C
2
Theo đề ta có:
Vậy
d/
π
1
π
1 3
3
F ÷ = 0 ⇔ (sin + sin π ) + C = 0 ⇔ .
+C = 0 ⇔ C = −
3
2
3
2 2
4
1
3
F (x ) = (sin x + sin 3x ) −
2
4
x
1 − cos x
x − sin x
F (x ) = ∫ f ( x ) dx = ∫ sin 2 dx = ∫
dx =
+C
2
2
2
π
π
− sin
π π
2 +C = π ⇔ C = 1
F ÷= ⇔ 2
2 4
2
4
2
Ta có
F (x ) =
Vậy
x − sin x 1
+
2
2
BÀI TOÁN 2:
TÍNH NGUYÊN HÀM BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỔI BIẾN SỐ DẠNG 1
A. PHƯƠNG PHÁP
BÀI TOÁN: Tính
Bước 1: Biến đổi
J = ∫ f ( x ) dx
∫ f ( x ) dx = ∫ g u ( x ) .u ' ( x ) dx
t = u (x ) ⇒ dt = u '(x )dx
Bước 2: Đặt
(tính vi phân của u)
Bước 3: Thay vào ta được
được
t = u ( x)
∫ g [ u (x )] u '(x )dx = ∫ g(t )dt
, trong đó
Dạng tích phân
Cách đặt
g ( t)
Đặc điểm nhận dạng
vào nguyên hàm của hàm số
.
∫ g ( t ) dt
Bước 4 : Thế
t '(x )
LƯU Ý: Sử
dxtrong trường hợp tích phân có một trong các dạng sau:
∫ tdụng
(x )
t = t (x )
tử chứa đạo hàm của mẫu
∫ f ( e ) .t '(x )dx
t (x )
THPT MONG THỌ
t = t (x )
Page 5
dễ dàng tính
ÔN THI THPT QUỐC GIA
dx
∫ f (t an x ). cos
2
x
t = t an x
1
dx
cos2 x
đi kèm biểu thức theo
t an x
dx
∫ f (cot x ). sin
2
x
B. CÁC VÍ DỤ
Ví dụ 1: Tính nguyên hàm
a/
d/
x
J =∫ 2
.dx
x +1
J = ∫ x 3. 1 − x 2
b/
e/
J =∫
J = ∫ e cos x .sin x .dx
J = ∫ cos3x .dx
c/
J =∫
x2
x3 +2
.dx
x
dx
(1 − x )5
f/
Bài giải
J =∫
a/
x
.dx
x +1
2
u = x +1
2
Đặt
Khi đó : I =
⇒ du = 2x .dx ⇒ x .dx =
∫x
du
2
x
1 du 1 1
1
1
.dx = ∫ .
= ∫ .du = ln u + C = ln x 2 + 1 + C
+1
u 2 2 u
2
2
2
Page 6
THPT MONG THỌ
ÔN THI THPT QUỐC GIA
J = ∫ e cos x .sin x .dx
b/
t = cos x ⇒ dt = − sin x .dx ⇒ sin x .dx = −dt
Đặt
Khi đó:
J =∫
c/
J = ∫ e cos x .sin x .dx = ∫ e u . ( −dt ) = − ∫ e t .dt = −e t +C = −e cos x + C
x2
x3 +2
.dx
t = x 3 + 2 ⇒ t 2 = x 3 + 2 ⇒ 2t .dt = 3x 2 .dx ⇒ x 2 .dx =
Đặt
1 2tdt 2
2
2 x +2
.dx = ∫ .
= ∫ 1dt = .t +C =
+C =
t 3
3
3
3
x3 +2
x
J =∫
2t .dt
3
Khi đó:
2
3
(
2 x3 +2
)
1
2
3
+C
J = ∫ x 3 . 1 − x 2dx = ∫ x 2 . 1 − x 2 .x .dx
d/
t = 1 − x 2 ⇒ t 2 = 1 − x 2 ⇒ 2t .dt = −2x .dx ⇒ x .dx = −t .dt
Đặt
Mà
t 2 = 1 −x 2 ⇒ x 2 = 1 −t 2
Khi đó:
J = ∫ x 2 . 1 − x 2 .x .dx
= ∫ ( 1 − t 2 ) . t ( −t .dt ) = ∫ ( t 4 − t 2 ) .dt =
e/
t t
− +C =
5 3
(
)
J = ∫ cos3x .dx = ∫ cos2 x . cos x .dx = ∫ 1 − sin 2 x .cos x .dx
Ta có
t = sin x ⇒ dt = cos xdx
Đặt
Khi đó:
J =∫
(
t3
sin 3 x
1 − t .dt = t − + C = sin x −
+C
3
3
2
)
x
dx
(1 − x )5
f/
3
J = ∫ cos3x .dx
J =∫
5
Đặt
t = 1 − x ⇒ dt = −dx ⇒ dx = −dt
THPT MONG THỌ
và
x = 1 −t
Page 7
(
1−x2
5
) −(
5
1−x2
3
)
3
+C
ÔN THI THPT QUỐC GIA
1 −t
1 1
−1
1
−1
1
J = ∫ 5 ( −dt ) = ∫ ( 4 − 5 )dt = 3 + 4 + C =
+
+C
3
t
t
t
3t
4t
3(1 − x ) 4(1 − x )4
Khi đó:
Ví dụ 2: Tính nguyên hàm
∫ (x
a/
3
2
b/
∫
4
2
∫ (1 + sin x ) cos xdx
d/
∫ x .(1 + e
g/
x 2 +1
∫
∫ (3 − e ) e dx
x 2 x
+ 5) x dx
4
e/
1 + sin x
dx
cos2 x
c/
∫
f/
e 1+ x
∫ x dx
)dx
h/
e 2x
ex − 3
dx
2 − t an x
dx
cos2 x
ln x
∫ x (1 + ln x )dx
i/
Bài giải
a/
∫ (x
3
+ 5)4 x 2dx
t = x 3 + 5 ⇒ dt = 3x 2dx ⇒ x 2dx =
Đặt
3
4 2
4
∫ (x + 5) x dx = ∫ t .
Khi đó:
b/
∫ (3 − e
Đặt
dt
3
dt t 5
(x 3 + 5)5
= +C =
+C
3 15
15
x 2 x
) e dx
t = 3 − e x ⇒ dt = −e x dx ⇒ e xdx = −dt
x 2 x
2
2
∫ (3 − e ) e dx = ∫ t ( −dt ) = − ∫ t dt = −
Khi đó:
∫
c/
e 2x
ex − 3
dx = ∫
e x .e x
ex − 3
t3
(3 − e x )3
+C = −
+C
3
3
dx
t = e x − 3 ⇒ t 2 = e x − 3 ⇒ 2tdt = e xdx
Đặt
t 2 = ex − 3 ⇒ ex = t 2 + 3
Mà
Khi đó:
∫
3
2 (e x − 3)
(t 2 + 3)
2t 3
dx = ∫
2tdt = 2∫ (t 2 + 3)dt =
+ 6t + C =
+ 6 ex − 3 +C
x
t
3
3
e −3
e 2x
Page 8
THPT MONG THỌ
ÔN THI THPT QUỐC GIA
d/
∫ (1 + sin
4
x )2 cos xdx
t = sin x ⇒ dt = cos xdx
Đặt
4
2
4 2
4
8
∫ (1 + sin x ) cos xdx = ∫ (1 + t ) dt = ∫ (1 + 2t + t )dt = t +
Khi đó:
= sin x +
∫
e/
2sin 5 x sin 9 x
+
+C
5
9
1 + sin x
sin x
1
dx = ∫
+
2
2
2
cos x
cos x cos x
B =∫
t = cos x ⇒ dt = − sin xdx ⇒ sin xdx = −dt
B =∫
Vậy
∫
f/
sin x
−1
1
1
dx = ∫ 2 dt = + C 2 =
+C 2
2
cos x
t
t
cos x
+ Khi đó:
1 + sin x
1
1
∫ cos2 x dx = t an x +C 1 + cos x + C 2 = t an x + cos x +C
2 − t an x
1
dx = ∫ (2 − t an x )
dx
2
cos x
cos2 x
t = 2 − t an x ⇒ dt = −
Đặt
Khi đó:
g/
1
sin x
÷dx = ∫ cos 2 x dx + ∫ cos 2 xdx = t an x +C 1 + B
sin x
dx
cos2 x
+ Đặt
1
1
dx ⇒
dx = −dt
2
cos x
cos 2 x
2 − t an x
t2
(2 − t an x )2
dx
=
−
tdt
=
−
+
C
=
−
+C
∫ cos2 x
∫
2
2
∫ x .(1 + e
x 2 +1
A = ∫ xdx =
)dx = ∫ (x + xe x
2
+1
)dx = ∫ xdx + ∫ xe x +1dx = A + B
2
x2
+C 1
2
B = ∫ xe x +1dx
2
2t 5 t 9
+ +C
5
9
t = x 2 + 1 ⇒ dt = 2xdx ⇒ xdx =
+ Đặt
THPT MONG THỌ
dt
2
Page 9
ÔN THI THPT QUỐC GIA
B = ∫ xe x +1dx = ∫ e t .
2
+ Khi đó:
dt 1 t
1 2
= .e + C = .e x +1 + C 2
2 2
2
2
∫ x .(1 + e
x 2 +1
Vậy
∫
e 1+
x
x 2 e x +1
)dx = +
+C
2
2
x
dx
h/
t = 1 + x ⇒ dt =
1
2 x
dx ⇒
1
dx = 2dt
x
Đặt
e 1+ x
t
t
1+
∫ x dx = ∫ e .2dt = 2e +C = 2e
x
+C
Khi đó:
ln x
ln x
1
∫ x (1 + ln x )dx = ∫ 1 + ln x . x dx
i/
1
t = 1 + ln x ⇒ dt = dx
x
Đặt
Khi đó:
ln x
t −1
1
∫ x (1 + ln x )dx = ∫ t .dt = ∫ 1 − t ÷dt = t − ln t +C = 1 + ln x − ln 1 + ln x +C
BÀI TOÁN 3:
TÍNH NGUYÊN HÀM BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỔI BIẾN SỐ DẠNG 2
A. PHƯƠNG PHÁP
BÀI TOÁN: Tính
J = ∫ f (x )dx
x = ϕ ( t ) ⇒ dx = ϕ ' ( t ) dt t ∈ [ α ; β ]
Bước 1: Đặt
,
[ α; β ]
sao cho
có đạo hàm liên tục trên
f (x )
Bước 2: Thay vào ta được
J
Bước 3: Tính
ϕ(t )
có chứa
J = ∫ f (xCách
)dx =đổi
ϕ ( t ) ϕ ' ( t ) dt = ∫ g(t )dt
∫ f biến
= ∫ g(t )dt = F (t ) + C∫
a 2 − x 2 dx
x =ϕ(t)
mà ở đó
π
π
x =nguyên
a sin t ,hàm−có một
≤ t ≤trong các dạng
LƯU Ý: Thường sử dụng khi
2
2
hoặc
x = a cos t ,
Page 10
∫
a 2 + x 2 dx
0≤t ≤π
THPT MONG THỌ
ÔN THI THPT QUỐC GIA
B. CÁC VÍ DỤ
Ví dụ: Tính các nguyên hàm
a/
∫
1
4 − x 2 .dx
b/
∫ 1+x
2
dx
Bài giải
J = ∫ 4 − x 2 .dx
a/
π
π
− 2 ≤t ≤ 2 ÷
x = 2 sin t
⇒ dx = 2 cos tdt
Đặt
,
Khi đó:
J = ∫ 4 − 4 sin 2 t .2 cos tdt = 4 ∫ cos2 tdt = 2 ∫ (1 + cos 2t )dt = 2t + sin 2t + C
Trong đó
J =∫
b/
t
thỏa mãn
x = 2 sin t
dx
1+x2
π
π
1
dt
− 2 ≤ t ≤ 2 ÷ ⇒ dx =
x = t an t
cos2 t
Đặt
,
1
1
1
J =∫
.
dt = ∫ cos2 t .
dt = ∫ 1dt = t + C
2
2
t
x = t an t
1 + t an t cos t
cos2 t
Khi đó:
.Trong đó thỏa mãn
THPT MONG THỌ
Page 11
ÔN THI THPT QUỐC GIA
BÀI TOÁN 4:
TÍNH NGUYÊN HÀM BẰNG PHƯƠNG PHÁP NGUYÊN HÀM TỪNG PHẦN
A. PHƯƠNG PHÁP
BÀI TOÁN: Tính nguyên hàm có dạng
∫ u ( x ) v ' ( x ) dx
u = u (x )
du = u '(x )dx
⇒
dv = v '(x )dx
v = v(x )
Bước 1: Đặt
∫ udv = u .v − ∫ vdu
Bước 2: Thay vào công thức nguyên hàm từng phần :
∫ vdu
Bước 3: Tính
LƯU Ý: Thường áp dụng khi gặp một trong các dạng sau
P (x )
Với
là đa thức ta cần chú ý các dạng tích phân sau đây
∫ P (x ).sin axdx
∫ P (x ). cos axdx
∫ P (x ).e
∫x
n
, ta đặt
dx
∫ P (x ).ln
ln x
ax
, ta đặt
, ta đặt
n
du = P '(x )dx
u = P (x )
⇒
1
dv = sin axdx
v = ∫ sin axdx = − a cos x
du = P '(x )dx
u = P (x )
⇒
1
dv = cos axdx
v = ∫ cos axdx = a sin x
du = P '(x )dx
u = P (x )
⇒
1 ax
ax
ax
dv = e dx
v = ∫ e dx = a e
xdx
, ta đặt
u = ln n x
du = ...
⇒
v = ...
dv = P (x )dx
dx (n ≠ 1)
, ta đặt
u = ln x
du = ...
⇒
1
v = ...
dv = x n dx
B. CÁC VÍ DỤ
Ví dụ: Tính các nguyên hàm
Page 12
THPT MONG THỌ
ÔN THI THPT QUỐC GIA
a/
A = ∫ x .e x dx
c/
b/
C = ∫ (1 + x ) cos 2xdx
d/
B = ∫ (3 − x ).sin xdx
D = ∫ x 2 ln x .dx
Bài giải
a/
Đặt:
u = 3 − x
du = −dx
⇒
dv = sin xdx
v = − cos x
Khi đó
B = ∫ (3 − x ).sin xdx = ( x − 3) cos x − ∫ cos xdx = (x − 3) cos x − sin x + C
C = ∫ (1 + x )cos 2xdx
Đặt:
du = dx
u = 1 + x
⇒
1
dv = cos 2xdx
v = 2 sin 2x
1
1
1
1
C = ∫ (1 + x ) cos 2xdx = (1 + x ) sin 2x − ∫ sin 2xdx = (1 + x ) sin 2x + cos 2x +C
2
2
2
4
d/
A = ∫ x .e x dx = x .e x − ∫ e xdx = x .e x − e x + C
B = ∫ (3 − x ).sin xdx
Đặt:
c/
u = x
du = dx
⇒
x
x
dv = e dx
v = e
Khi đó
b/
A = ∫ x .e xdx
D = ∫ x 2 ln x .dx
Đặt:
1
du = x dx
u = ln x
⇒
2
3
dv
=
x
dx
v = x
3
x3
x3 1
x3
x2
x3
x3
D = ∫ x ln x .dx = .ln x − ∫ . dx = .ln x − ∫ dx = .ln x − +C
3
3 x
3
3
3
9
2
THPT MONG THỌ
Page 13
ÔN THI THPT QUỐC GIA
BÀI TOÁN 5:
TÍNH TÍCH PHÂN BẰNG PHƯƠNG PHÁP BẢNG NGUYÊN HÀM
A. PHƯƠNG PHÁP
SỬ DỤNG ĐỊNH NGHĨA VÀ CÁC TÍNH CHẤT TÍCH PHÂN
b
∫ f (x )dx = [ F (x )]
b
a
=F (x)
a
b
a
= F (b) − F (a )
( Công thức NewTon - Leipniz)
CÁC TÍNH CHẤT CỦA TÍCH PHÂN
b
a
a
b
∫ f (x )dx = −∫ f (x )dx
Tính chất 1:
f (x )
Tính chất 2: Nếu hai hàm số
[ a;b]
g(x )
và
liên tục trên
b
b
b
a
a
a
thì
∫ [ f (x ) ± g(x )] dx = ∫ f (x )dx ± ∫ g(x )dx
[ a;b]
f (x )
Tính chất 3: Nếu hàm số
liên tục trên
b
b
a
a
và k là một hằng số thì
∫ k .f (x )dx = k .∫ f (x )dx
[ a;b]
f (x )
Tính chất 4: Nếu hàm số
liên tục trên
b
c
b
a
a
c
và c là một hằng số thì
∫ f (x )dx = ∫ f (x )dx + ∫ f (x )dx
[ a;b]
Tính chất 5: Tích phân của hàm số trên
b
b
b
a
a
a
cho trước không phụ thuộc vào biến
∫ f (x )dx = ∫ f (t )dt = ∫ f (u )du = ...
số nghĩa là :
B. CÁC VÍ DỤ
Ví dụ 1: Tính các tích phân sau
Page 14
THPT MONG THỌ
ÔN THI THPT QUỐC GIA
1
1
a/ A = ∫ (2x + e )dx
x
0
0
)
x
c / C = ∫ ( sin x + cos x ) dx
0
π
x + 2x + 3
d/ D = ∫
÷dx
3
x
1
4
(
π
b/ B = ∫ 2 e + 3 dx
x
2
1
e/ E = ∫ ( x − sin 2x ) dx
f / F = ∫ x ( x + 2 ) dx
0
2
0
Bài giải
1
(
)
1
1
0
0
1
1
0
0
a/ A = ∫ 2x + e x dx = ∫ 2xdx + ∫ e xdx = x 2 + e x = 1 − 0 + e − 1 = e
0
1
(
1
)
1
b/ B = ∫ 2 e + 3 dx = ∫ ( 2e ) dx + 3 ∫
x
0
x
x
0
( 2e )
2x dx =
x
ln 2e
0
π
π
π
0
0
0
1
0
1
2x
2e − 1 3
+ 3
=
+
ln 2 0 ln 2e ÷
ln 2
c/ C = ∫ ( sin x + cos x ) dx = ∫ sin xdx + ∫ cos xdx = − cos x 0 + sin x
4
1 2 3
d / D = ∫ + 2 + 3 ÷dx = ln x
x x
x
1
π
π
4
1
π
4
−
1
0
=2
4
2
3
93
− 2 = ln 4 +
x 1 2x 1
32
π
π
1
1
e/ E = ∫ ( x − sin 2x ) dx = ∫ xdx − ∫ sin 2xdx = x 2 + cos 2x
2 0 2
0
0
0
1
π
1
π
=
0
π2
2
1
2
1
4
43
f/ F = ∫ x ( x + 2 ) dx = ∫ x x 2 + 4x + 4 dx = ∫ x 3 + 4x 2 + 4x dx = x 4 + x 3 + 2x 2 =
3
4
0 12
0
0
0
(
)
(
)
Ví dụ 2: Tính cách tích phân
ln 2
a/ A =
x
−x
∫ e (2 + 3e )dx
0
d/ D =
π/ 2
∫
sin 2 x dx
0
2
(1 + x )e x − x
dx
x
xe
1
b/ B = ∫
e/ E =
π/ 6
∫
4x 2 + 4x + 3
dx
2
x
+
1
0
3
sin 3x .cos xdx
0
Bài giải
THPT MONG THỌ
1
c/C =∫
Page 15
f / F = ∫ x 2 − 2x dx
1
ÔN THI THPT QUỐC GIA
ln 2
∫e
a/ A =
x
ln 2
∫ (2e
(2 + 3e −x )dx =
0
0
2
x
ln 2
+ 3)dx = 2e x + 3x = (2e ln 2 + 3 ln 2) − (2e 0 + 3.0) = 2 + 3 ln 2
0
2
2
(1 + x )e x − x
e x + xe x − x
1
dx
=
dx = ∫ ( + 1 − e −x )dx = ln x + x + e − x
x
x
∫
xe
xe
x
1
1
1
b/ B = ∫
1
(
)
2
1
=
1 1
− + 1 + ln 2
e2 e
1
1
4x 2 + 4x + 3
2
c/C = ∫
dx = ∫ (2x + 1 +
)dx = ( x 2 + x + 2 ln 2x + 1 ) = 2 + 2 ln 3
0
2x + 1
2x + 1
0
0
π/2
∫
d/ D =
sin 2 x dx =
0
e/ E =
π/ 6
∫
0
1
2
π/ 2
∫
0
π/ 2
1
π
1
(1 − cos 2x )dx = (x − sin 2x ) =
2
4
2
0
1
sin 3x .cos xdx =
2
π/ 6
∫
0
π/ 6
1
5
1 1
(sin 2x + sin 4x )dx = ( − cos 2x − cos 4x ) =
4
16
2 2
0
3
f / F = ∫ x 2 − 2x dx
1
x 2 − 2x = 0 ⇔ x = 0, x = 2
Cho
3
2
3
2
3
1
1
2
1
2
F = ∫ x 2 − 2x dx = ∫ x 2 − 2x dx + ∫ x 2 − 2x dx = ∫ (x 2 − 2x )dx + ∫ (x 2 − 2x )dx
Khi đó:
2
3
x 3
x 3
= −x2 + −x2 = 2
3
1
3
2
BÀI TOÁN 6:
TÍNH TÍCH PHÂN BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỔI BIẾN SỐ DẠNG 1
A. PHƯƠNG PHÁP
b
∫ f u ( x ) .u ' ( x ) dx
t = u (x )
a
DẠNG 1: Tính I =
bằng cách đặt
Cách thực hiện:
t = u (x ) ⇒ dt = u '(x )dx
Bước 1: Đặt
x = b ⇒ t = u (b)
x = a ⇒ t = u (a )
Bước 2: Đổi cận :
Page 16
THPT MONG THỌ
ÔN THI THPT QUỐC GIA
Bước 3: Chuyển tích phân đã cho sang tích phân theo biến t ta được
b
I = ∫ f [ u (x )] .u '(x )dx =
a
u (b)
∫
f (t )dt
u (a )
(tiếp tục tính tích phân mới)
B. CÁC VÍ DỤ
ln 2
I =
∫ (e
x
0
)
2
− 1 e x dx
Ví dụ 1: Tính tích phân
.
Bài giải
Đặt
t = e x − 1 ⇒ dt = e xdx
x = ln 2 ⇒ t = 1;
x =0⇒t = 0
Đổi cận:
1
1
t3
1
I = ∫ t dt =
=
30 3
0
2
Thay vào ta được
I =
Vậy
1
3
.r
1
I = ∫ x 2 − x 2 dx
0
Ví dụ 2: Tính tích phân
.
Bài giải
t = 2 − x 2 ⇔ t 2 = 2 − x 2 ⇒ 2tdt = −2xdx ⇒ xdx = −tdt
Đặt
x = 1 ⇒ t = 1; x = 0 ⇒ t = 2
Đổi cận:
2
2
t3
I = ∫ t dt =
3
1
=
2
1
2 2 −1
3
Thay vào ta được:
I =
Vậy
2 2 −1
3
.r
e
I =∫
Ví dụ 3: Tính tích phân
1
4 + 5 ln x
dx
x
.
Bài giải
THPT MONG THỌ
Page 17
ÔN THI THPT QUỐC GIA
5
1
2
t = 4 + 5 ln x ⇔ t 2 = 4 + 5 ln x ⇒ 2tdt = dx ⇒ dx = tdt
x
x
5
Đặt
x = e ⇒ t = 3; x = 1 ⇒ t = 2
Đổi cận:
3
3
2
2
2 3 3
38
I = ∫ t 2dt = t 3 =
3 −2 =
52
15 2 15
15
Thay vào ta được
I =
Vậy
38
15
(
)
.r
2
x 2 + 2 ln x
dx
x
1
I =∫
Ví dụ 4: Tính tích phân
.
Bài giải
2
2
ln x
dx = A + 2B
x
1
I = ∫ xdx + 2 ∫
1
Ta có:
2
2
x2
3
A = ∫ xdx =
=
2 1 2
0
2
ln x
dx
x
1
B =∫
Đặt
1
t = ln x ⇒ dt = dx
x
Đổi cận:
x = 2 ⇒ t = ln 2
x =1⇒t = 0
2
ln x
B =∫
dx =
x
1
ln 2
t2
tdt
=
∫0
2
Suy ra:
I = A + 2B =
Vậy
3
+ ln 2 2
2
I =
π/ 2
∫
0
ln 2
=
0
ln 2 2
2
.r
sin x
dx
8 cos x + 1
Ví dụ 5: Tính tích phân
.
Bài giải
Page 18
THPT MONG THỌ
ÔN THI THPT QUỐC GIA
Đặt
1
t = 8 cos x + 1 ⇔ t 2 = 8 cos x + 1 ⇒ 2tdt = −8 sin xdx ⇒ sin xdx = − tdt
4
x = 0 ⇒ t = 3; x =
Đổi cận:
I =
π/ 2
π
⇒t =1
2
1
sin x
3
3
1
1
1
t
1
dx = ∫ .( − t )dt = ∫ dt =
=
t
4
41
41 2
8 cos x + 1
3
∫
0
Ta được
r
ln 3
∫
I =
0
1
dx
1 + e −x
Ví dụ 6: Tính tích phân
.
Bài giải
I =
ln3
∫
0
1
dx =
1 + e −x
ln 3
∫
0
ex
dx
1 +ex
Đặt
t = e x + 1 ⇔ dt = e x dx
x = 0 ⇒ t = 2; x = ln 3 ⇒ t = 4
Đổi cận:
I =
ln3
∫
0
4
4
ex
1
dx = ∫ dt = ln t 2 = ln 2
x
1 +e
t
2
Ta được
r
3
I =∫
0
x
dx
x +1
Ví dụ 7: Tính tích phân
.
Bài giải
Đặt
t = x + 1 ⇒ t 2 = x + 1 ⇒ 2tdt = dx
. Mà
t 2 = x +1 ⇒ x = t 2 −1
x = 0 ⇒ t = 1; x = 3 ⇒ t = 2
Đổi cận:
3
I =∫
0
Ta được
2
2
2
2t 3
8
1 2
dx = ∫ (t − 1).2tdt = ∫ 2(t 2 − 1)dt =
− 2t =
t
x +1
3
1 3
1
1
x
3
I = ∫ x (3x + x 2 + 16)dx
0
Ví dụ 8: Tính tích phân
.
Bài giải
THPT MONG THỌ
Page 19
r
ÔN THI THPT QUỐC GIA
3
3
3
0
0
0
I = ∫ x (3x + x 2 + 16)dx = ∫ 3x 2dx + ∫ x x 2 + 16dx = A + B
Ta có:
3
3
A = ∫ 3x 2dx = x 3 = 27
0
0
3
B = ∫ x x 2 + 16dx
0
t = x 2 + 16 ⇒ t 2 = x 2 + 16 ⇒ tdt = xdt
Đặt
x = 0 ⇒ t = 4; x = 3 ⇒ t = 5
Đổi cận:
3
5
5
t3
61
B = ∫ x x + 16dx = ∫ t .tdt =
=
34 3
0
4
2
Ta được
I = A + B = 27 +
Vậy
61 142
=
3
3
r
π
2
I = ∫ (sin 3 x + cos x ) cos xdx
0
Ví dụ 9: Tính tích phân
.
Bài giải
π
2
π
2
π
2
0
0
0
I = ∫ (sin 3 x + cos x )cos xdx = ∫ sin 3 x cos xdx + ∫ cos2 xdx = A + B
Ta có:
π
2
A = ∫ sin 3 x cos xdx
0
Đặt
t = sin x ⇒ dt = cos xdx
x = 0 ⇒ t = 0; x =
Đổi cận:
π/ 2
A=
∫
0
Ta được
π
⇒t =1
2
1
1
t4
1
sin x cos xdx = ∫ t dt =
=
4 0 4
0
3
3
Page 20
THPT MONG THỌ
ÔN THI THPT QUỐC GIA
π
2
π
π
12
1
π π
1
2 1 π 1
B = ∫ cos2 xdx = ∫ (1 + cos 2x )dx = (x + sin 2x ) = ( + sin ) =
20
2
2
4
2
0 2 2 2
0
1 π 1+π
+ =
4 4
4
I =A +B =
Vậy
I =
ln 5
∫e
ln 3
x
r
1
dx
+ 2e −x − 3
Ví dụ 10: Tính tích phân
.
Bài giải
I =
ln 5
ln 5
1
ex
dx
=
∫ e x + 2e −x − 3
∫ e 2x − 3e x + 2 dx
ln 3
ln 3
Ta có
Đặt
t = e x ⇒ dt = e x dx
x = ln 3 ⇒ t = 3;
x = ln 5 ⇒ t = 5
Đổi cận:
I =
ln 5
∫e
5
2x
ln 3
5
5
ex
1
1
1
1
dx = ∫ 2
dt = ∫
dt = ∫
−
dt
x
− 3e + 2
t − 3t + 2
(t − 1)(t − 2)
t − 2 t −1 ÷
3
3
3
Ta được
5
3
t −2
= ln
= ln
÷
2
t −1 3
r
1
x 2 − e x + 2x 2e x
dx
x
1
+
2
e
0
I =∫
Ví dụ 11: Tính tích phân
.
Bài giải
1
1
1
1
x 2 − e x + 2x 2e x
x 2 (1 + 2e x ) − e x
ex
2
I =∫
dx
=
dx
=
x
dx
−
∫0 1 + 2e x
∫0
∫0 1 + 2e x dx = A − B
1 + 2e x
0
Ta có
1
1
x3
1
A = ∫ x dx =
=
3 0 3
0
2
1
ex
dx
1 + 2e x
0
B =∫
Đặt
THPT MONG THỌ
1
t = 2e x + 1 ⇔ dt = e xdx
2
Page 21
ÔN THI THPT QUỐC GIA
x = 0 ⇒ t = 3; x = 1 ⇒ t = 1 + 2e
Đổi cận:
1
ex
I =∫
dx =
1 + 2e x
0
1+2e
∫
3
1+ 2e
1
1
dt = ln t
2t
2
3
1 1 + 2e
= ln
2
3
Ta được
1 1 1 + 2e
− ln
3 2
3
I = A −B =
Vậy
.r
BÀI TOÁN 7:
TÍNH TÍCH PHÂN BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỔI BIẾN SỐ DẠNG 2
A. PHƯƠNG PHÁP
b
∫ f (x )dx
ϕ(t )
a
DẠNG 2: Tính I =
bằng cách đặt x =
b
β
a
α
I = ∫ f (x )dx = ∫ f [ ϕ(t )] ϕ '(t )dt
Công thức đổi biến số dạng 2
Cách thực hiện
x = ϕ (t ) ⇒ dx = ϕ '(t )dt
Bước 1: Đặt
Bước 2: Đổi cận :
x =b ⇒t = β
x =a ⇒t =α
Bước 3: Chuyển tích phân đã cho sang tích phân theo biến t ta được
b
β
a
α
I = ∫ f (x )dx = ∫ f [ ϕ(t )] ϕ '(t )dt
(tiếp tục tính tích phân mới)
B. CÁC VÍ DỤ
2
I = ∫ 4 − x 2 dx
0
Ví dụ 1: Tính tích phân
Bài giải
x = 2 sin t ;
Đặt
π π
t ∈ − ;
2 2 ⇒ dx = 2 cos tdt
Đổi cận:
x = 0 ⇒ 2 sin t = 0 ⇒ t = 0
Page 22
THPT MONG THỌ
ÔN THI THPT QUỐC GIA
π
2
x = 2 ⇒ 2 sin t = 2 ⇒ t =
π
2
2
I = ∫ 4 − x 2 dx
∫
0
Ta được :
π
2
∫
=
=4
Vậy
0
1 − sin 2 t .cot dt
0
=4
π
2
π
2
0
∫
4 − 4 sin 2 t .2 cos tdt
=
cos 2 t .cost dt
π
2
4 ∫ cos 2 tdt
π
1
2
t
+
s
in2
t
2
÷
0
2 ∫ (1 + cos 2t )dt
0
0
=
=2
=
π
I =π
3
1
dx
2
9
+
x
0
I =∫
Ví dụ 2: Tính tích phân
Bài giải
π π
t ∈ − ; ÷ dx = 3. 1 dt = 3(1 + t an 2 t )dt
2 2 ⇒
cos 2 t
x = 3 t an t ;
Đặt
Đổi cận:
x = 0 ⇒ 3 t an t = 0 ⇒ t = 0
Vậy
π
4
3(1 + t an 2 t )
∫0 9 + 9 t an 2 t dt
1
I =∫
dx
9+x2
0
=
I=
;
π
4
3
x = 3 ⇒ 3 t an t = 3 ⇒ t =
π
4
π
4
3(1 + t an 2 t )
∫0 9(1 + t an 2 t ) dt
=
=
1 dt
∫
3 0
=
1
3t
π
4
0
1 π
3 4
= .
π
12
BÀI TOÁN 8:
TÍNH TÍCH PHÂN BẰNG PHƯƠNG PHÁP TÍCH PHÂN TỪNG PHẦN
A. PHƯƠNG PHÁP
CÔNG THỨC TÍCH PHÂN TỪNG PHẦN
b
b
∫ u (x ).v '(x )dx = [ u (x ).v(x )] − ∫ v(x ).u '(x )dx
b
a
a
THPT MONG THỌ
a
Page 23
ễN THI THPT QUC GIA
b
b
udv = [ u .v ] vdu
b
a
a
a
hay:
CCH THC HIN
ùỡù u = u (x )
ùỡ du = u '(x )dx
ị ùớ
ớ
ùù dv = v '(x )dx
ùù v = v (x )
ợ
ợ
Bc 1: t
(ủaùo haứ
m)
(nguyeõ
n haứ
m)
b
b
udv = [ u .v ] a vdu
a
b
a
Bc 2: Thay vo cụng thc tớch phõn tng tng phn :
b
vdu
[ u .v ] a
b
a
Bc 3: Tớnh
v
B. CC V D
1
I = xe x dx
0
Vớ d 1:Tớnh tớch phõn
.
Bi gii
t
u = x
du = dx
x
x
dv = e dx
v = e
1
I = xe dx = xe
x
0
x 1
0
1
1
e x dx = (x 1)e x = 1
0
0
.r
1
(2e
x2
0
Vớ d 2: Tinh tich phõn I =
+ e x )xdx
.
Bi gii
1
0
Ta cú: I =
1
2xe
1
2
0
x2
0
I1 =
1
2xe x dx + xe x dx = I 1 + I 2
1
dx = e x d (x 2 )
1
e x = e 1
0
2
2
0
=
xe dx
x
0
I2 =
t
u = x du = dx
;
dv = e xdx v = e x
Page 24
THPT MONG TH
ÔN THI THPT QUỐC GIA
1
1
xe x − ∫ e x dx
0
0
Suy ra: I2 =
I = e −1 +1 = e
Vậy
e − e x
=
1
0
= 1.
.r
1
I = ∫ (x 2 + x )e 2x dx
0
Ví dụ 3: Tính tích phân:
Bài giải
u = x + x
2x
dv = e dx
du = ( 2x + 1) dx
1 2x
v = 2 e
2
Đặt
1
I = e 2 x (x 2 + x )
2
⇒
1
0
−
.
1 1
(2x + 1)e 2xdx = e 2 − I 1
∫
0
2
1
I 1 = ∫ (2x + 1)e 2x dx
0
Tính
Đặt
u = 2x + 1
2x
dv = e dx
1
I 1 = e 2x (2x + 1)
2
du = 2dx
1 2x
v = 2 e
⇒
1
1
1
− ∫ e dx = (3e 2 − 1) − e 2 x
0
2
2
0
1
Vậy
1
e2
e2 − e2 =
2
2
1
2x
0
=
1 2
1
3e − 1 − (e 2 − 1) = e 2
2
2
(
)
r
π
4
I = ∫ ( x + 1) sin 2xdx
0
Ví dụ 4: Tính tích phân
.
Bài giải
Đặt
du = dx
u = x + 1
⇒
1
dv = sin 2xdx
v = − 2 cos 2x
1
I = − ( x + 1) cos 2x
2
π
4
0
1
+ sin 2x
4
π
4
0
1
= − ( x + 1) cos 2x
2
Suy ra:
THPT MONG THỌ
Page 25
π
4
0
1
+ sin 2x
4
π
4
0
=
3
4