














Preview text:
Trần Sĩ Tùng
Bài tập Tích phân
TP3: TÍCH PHÂN HÀM SỐ LƯỢNG GIÁC
Dạng 1: Biến đổi lượng giác 2
8cos x sin2x 3 Câu 1. I dx sinx cos x x x 2 (sin cos ) 4cos2x I dx
sin x cosx 4(sin x cosx dx sin x cos x
3cos x 5sin x C .
cot x tan x 2tan2x Câu 2. I dx sin 4x
2cot 2x 2tan2x 2cot 4x cos4x 1 Ta có: I dx dx 2 dx C sin 4x sin4x 2 sin 4x 2sin 4x 2 cos x 8 Câu 3. I dx
sin2x cos2x 2
1 cos2x 1 4 Ta có: I dx
2 2 1 sin2x 4 cos2x 1 4 dx dx 2 2 2
1 sin2x sin x
cos x 4 8 8 cos2x 1 4 1 dx dx 2 2 2 1 sin 2x 2
sin x 3 4 8 1 3
ln 1 sin2x cot x C 4 2 4 8 dx
Câu 4. I
2 3 sin x cos x 3 1 dx 1 dx 1 I I 2 = = . 4 1 cos 2 x 4 3 x 2sin 3 3 3 2 6 6 1 Câu 5. I dx 0 2sin x 3 1 6 6 1 1 2 Ta có: I dx dx 2 0 sin x sin 0 sin x sin 3 3 Trang 11
Bài tập Tích phân
Trần Sĩ Tùng
x x cos 6 cos 6 2 6 2 6 3 dx dx x x 0 sin x sin 0 2cos .sin 3 2 6 2 6 x x cos sin 6 6 1 2 6 1 2 6 dx dx ln sin ln cos ..... 2 x x 6 6 x 2 x 0 0 2 6 2 6 0 0 sin cos 2 6 2 6 2 Câu 6. 4 4 6 6
I (sin x cos x)(sin x cos x d ) x . 0 4 4 6 6 33 7 3
Ta có: (sin x cos x)(sin x cos x) cos4x
cos8x I 33 64 16 64 128 . 2 Câu 7. 4 4
I cos2x(sin x cos x)dx 0 2 2 1 2 1 1 2
I cos2x 1 sin 2x dx
1 sin 2x d(sin2x) 0 2 2 2 0 0 2 Câu 8. 3 2
I (cos x 1)cos x dx . 0 2 2 2 5 cos xdx 8 2 1 sin x A = d(sin x) = 15 0 0 2 2 2 1 B = cos x d . x (1 cos2x d ). x 2 = 4 0 0 8
Vậy I = 15 – 4 . 2 Câu 9. 2 I cos x cos 2xdx 0 2 2 2 2 1 1
I cos x cos2xdx
(1 cos2x)cos2xdx
(1 2cos2x cos4x d ) x 2 4 0 0 0 1 1
(x sin 2x sin 4x 2 ) 4 4 0 8 3 4sin x Câu 10. I 2 dx 0 1cosx Trang 12
Trần Sĩ Tùng
Bài tập Tích phân 3 4sin x 3
4sin x(1 cos x)
4sin x 4sin x cos x 4sin x 2sin2x 1 cos x 2 sin x I 2
(4sin x 2sin2x d ) x 2 0 2 Câu 11. I 1 sin xdx 0 2 x x 2 2 x x 2
I sin cos dx sin cos dx x 2 sin dx 2 2 2 2 2 4 0 0 0 3 2 x 2 x 2 sin d x sin
dx 4 2 2 4 2 4 0 3 2 4 dx 4 28 Câu 12. 2 4 I (1 2 tan tan ) (tan ) 6 Ta có: I x x d x 15 . 0 cos x 0
Dạng 2: Đổi biến số dạng 1 sin2xdx
Câu 13. I 3
4sin x cos2x 2sin x cos x 1 Ta có: I dx
. Đặt t sin x ln sin 1 2 I x C
2sin x 4sin x 2 sin x 1 dx
Câu 14. I 3 x 5 sin .cos x dx dx I 8 3 3 2
sin x.cos x.cos x 3 sin 2x 2 .cos x 3 3 3 1 4 3 2 1
Đặt t tan x . I t t
3 t dt tan x tan x 3ln tan x C t 2 4 2 2tan x 2t
Chú ý: sin 2x . 1 t2 dx
Câu 15. I x 3 sin .cos x dx dx dx t 2 I 2
. Đặt t tan x dt ; sin2x sin x.cos x 2 .cos x sin2x 2 .cos x 2 cos x 1 t2 dt t2 1 2 2 1 tan I 2 dt ( ) ln ln tan t 2 t x t dt t C x C t t 2 2 1 t2 Trang 13
Bài tập Tích phân
Trần Sĩ Tùng 2011 2011 sin x 2009 sin x Câu 16. I cot xdx 5 sin x 1 20111 2 sin x 2011 2 cot x Ta có: I cot xdx cot xdx 4 sin x 4 sin x 2 4024 8046 2011 2 2011 2011
Đặt t cot x I t (1 t t)dt t 2011 t 2011 C 4024 8046 4024 8046 2011 2011 = 2011 cot x 2011 cot x C 4024 8046 2 sin2x.cos x Câu 17. I dx 1cosx 0 2 sin x 2 .cos x 2 t 2 ( 1) Ta có: I 2 dx
. Đặt t 1 cos x I 2 dt 2ln2 1 1 cos x t 0 1 3 Câu 18. 2 I sin x tan xdx 0 3 2 sin x 3 2
(1 cos x)sin x
Ta có: I sin x. dx dx cos cos x . Đặt t x cos x 0 0 1 2 1 u2 3 I du ln2 u 8 1 Câu 19. 2 I
sin x(2 1 cos2x d ) x 2 2 2
Ta có: I 2sin xdx sin x 1 cos2xdx H K 2 2 2 + H
2sin xdx (1 cos2x d ) x 2 2 2 2 2 2 2 2 2 + K
sin x 2cos x 2 sin x cos xdx
2 sin xd(sin x) 3 2 2 2 I 2 2 3 Trang 14
Trần Sĩ Tùng
Bài tập Tích phân 3 dx
Câu 20. I 2 sin x 4 .cos x 4 3 dx dx I 4. tan dt 2 . Đặt t x 2 . sin 2x 2 .cos x cos x 4 3 3 (1 t2 2)dt 3 1 2 1 t3 I t dt t 8 3 4 2 2 3 3 1 t2 1 t2 t 1 2 sin 2x
Câu 21. I dx 2 sin x2 0 2 sin2x 2 sin x cos x Ta có: I dx 2 dx
. Đặt t 2 sin x . (2 sin x 2 ) (2 sin x 2 0 0 ) 3 3 t 3 2 1 2 2 I 2 dt 2 dt 2 lnt 3 2 2ln 2 3 2 t2 t 2 t2 t 2 6 sin x Câu 22. I dx cos2x 0 6 sin x 6 sin x I dx dx cos sin cos2x . Đặt t x dt xdx 2 0 0 2 cos x 1
Đổi cận: x t x t 3 0 1; 6 2 3 1 2 1 1 2t 2 1 3 2 2 Ta được I dt ln = ln 1 t2 2 1 2 2 2t 2 3 2 2 5 2 6 2 2 1 2 1 1 Câu 23. sin x 3 2 t I e .sin x.cos x dx .
Đặt t sin x I = e (1 t d ) t 1 2 = e 2 . 0 0 2 2 1
Câu 24. I sin x sin x dx cos 2 Đặt t x . I 3 ( 2) 16 6 4 sin 4x Câu 25. I dx 6 sin x 6 0 cos x Trang 15
Bài tập Tích phân
Trần Sĩ Tùng 1 4 sin 4x 3 4 1 2 2 1 4 2 I dx
. Đặt t 1 sin 2x 4 I = dt
3 = t 1 . 0 3 2 3 3 1 1 t sin 2x 4 4 2 sin x Câu 26. I dx 3
0 sin x 3 cos x
Ta có: sin x 3 cos x 2cos x 6 ; 3 1
sin x sin x sin cos 6 = x x 6 2 6 2 6 sin x dx 2 2 3 6 1 dx 3 I = 16 = 3 16 6 cos x 2 0 0 cos x 6 6 4 sin x 2 1 cos x Câu 27. I dx 2 cos x 3 4 sin x 4 0 4 2 sin x sin x sin x I 1 cos x d . x sin x dx sin x dx sin x dx 2 2 2 cos x 2 cos x cos x 0 cos x 3 3 3 0 2 sin x 4 2 sin x = dx dx 2 7 3 1. cos x 2 12 0 cos x 3 6 1 Câu 28. I dx
0 sin x 3 cos x 6 1 6 1 1 6 sin x 1 3 I dx = dx dx 2 = 2 .
0 sin x 3 cos x 0 sin x 2 0 1 cos x 3 3 1 2 1 1 1
Đặt t cos x dt sin x dx I dt ln3 3 3 2 1 t2 4 0 2 Câu 29. 2 I
1 3 sin2x 2cos xdx 0 Trang 16
Trần Sĩ Tùng
Bài tập Tích phân 2 3 2
I sin x 3 cos x dx = I
sin x 3 cos x dx sin x 3 cos x dx 3 3 0 0 3 2 sin xdx
Câu 30. I
(sin x cos x 3 0 ) 2 costdt 2 cos xdx
Đặt x t dx dt I 2 (sint cost 3 )
(sin x cos x 3 0 0 ) 2 dx 2 1 dx 1 4 2I
cot(x ) 1 I 1 (sin cos ) 2 2 4 2 0 x x 2 2 0 sin (x ) 0 4
2 7sin x 5cos x Câu 31. I dx
(sin x cos x 3 0 ) 2 sin xdx 2 cos xdx Xét: I ; I 1 3 2 .
sin x cos x
sinx cosx3 0 0 Đặt x
t . Ta chứng minh được I 2 1 = I2 2 dx 2 dx 1 Tính I tan(x ) 1 1 + I2 = 2
sin x cos x2 2 2 4 0 0 2cos (x ) 0 4 1 I I 1 2
I 7I –5I 1 2 1 2 .
2 3sin x 2cos x Câu 32. I dx
(sin x cos x 3 0 )
2 3cost 2sint
2 3cos x 2sin x
Đặt x t dx dt I dt dx 2
(cost sin t 3 )
(cos x sin x 3 0 0 )
2 3sin x 2cos x
2 3cos x 2sin x 2 1
2I I I dx dx dx 1 I 1 .
(sin x cos x 3 )
(cos x sin x 3 )
(sin x cos x 2 2 0 0 0 ) x sin x Câu 33. I dx 2 0 1 cos x ( t)sint sint
Đặt x t dx dt I dt dt I 2 1 cos t 2 0 0 1 cos t Trang 17
Bài tập Tích phân
Trần Sĩ Tùng sint d(cost 2 ) 2I dt I 2 1 cos t 2 1 cos 4 4 8 0 0 t 2 4 cos x sin x Câu 34. I dx 3 cos x 3 0 sin x 0 4 sin t cost 2 4 sin x cos x
Đặt x t dx dt I dt dx 2 3 cos t 3 sin t 3 cos x 3 0 sin x 2 2 4 cos x sin x 4 sin x cos x 2 sin x cos x 3 (sin x 3 cos x 2 ) 1 1 2I dx dx sin2xdx 3 sin x 3 cos x 3 sin x 3 cos 2 2 0 0 x 0 I 1 4 . 2 1 Câu 35. 2 I
tan (cos x) dx 2 0 cos (sin x)
Đặt x t dx dt 2 2 1 2 2 1 2 I
tan (sint) dt tan (sin ) 2 x dx 2 0 cos (cost) 0 cos (cos x) 2 1 1 2 2 2
Do đó: 2I
tan (cos x) tan (sin x) dx 2 2 = dt cos (sin x 2 0 ) cos (cos x) 0 I 2 .
4 cos x sin x Câu 36. I dx 0 3 sin2x 2 du 4 2costdt 4
Đặt u sin x cos x I
. Đặt u 2sin t I dt . u2 12 1 4 2 4 4sin t 6 6 3 sin x Câu 37. I dx cos x 2 0 3 sin x 2 2 2 2 sin x cos x
Đặt t 3 sin x = 4 cos x . Ta có: cos x 4 t và dt dx . 2 3 sin x 15 15 3 sin x 3 sin x.cos x 2 dt 2 1 1 1 I = dx . = dx = = dt cos x 2 2 4
t 2 t 2 0 3 sin x 2 cos x 2 0 3 sin x t 3 4 3 Trang 18
Trần Sĩ Tùng
Bài tập Tích phân 15 1 t 2 2 1 15 4 3 2
1 ln 15 4ln 3 2 = ln ln ln 4 t 2 = 4 = 2 . 3 15 4 3 2
2 x (x sin x)sin x Câu 38. I 3 dx 3 sin x 2 sin x 3 2 x 2 dx I 3 dx 3 2 . sin x 1 sin x 3 3 2 x u x du dx + Tính I 3 dx 1 dx . Đặt 2 I sin x dv 1
v cot x 3 3 2 sin x 2 dx 2 dx 2 dx + Tính I = 3 3 3 2 4 2 3 1 sin x 2 x 3 3 1 cos x 3 2 cos 2 4 2 Vậy: I 4 2 3 . 3 2 sin2x Câu 39. I dx 2 cos x 2 0 4sin x 2 2 2sin x cos x 2 udu 2 2 2 2 3 I dx
. Đặt u 3sin x 1 I du 2 u 3 3 0 3sin x 1 1 1 6 tan x 4 Câu 40. I dx cos2x 0 6 tan x 6 2 4 tan x 1 1 2 I dx dx tan (tan 1) cos2x . Đặt t x dt dx x dx (tan x 2 2 0 0 1) cos x 1 1 3 dt 1 3 1 3 I . t 2 ( 1) t 1 0 2 0 3 cot x Câu 41. I dx
sin x.sin x 6 4 3 cot x 1 I 2 dx
. Đặt 1 cot x t dx dt 2 2
sin x(1 cot x) sin x 6 3 1 t 3 1 1 2 I 2 dt 2 t lnt 2 ln 3 t 3 1 3 1 3 3 3 Trang 19
Bài tập Tích phân
Trần Sĩ Tùng 3 dx
Câu 42. I 2 sin x 4 .cos x 4 3 dx dt Ta có: I 4.
t tan x dx 2 . Đặt sin 2x 2 .cos x 1 t2 4 3 3 t2 2dt 3 (1 ) 1 2 1 t3 8 3 4 I ( 2 t d
) t ( 2t ) 2 2 t t t 3 3 1 1 1 4 sin x Câu 43. I dx 5sin x 2 0
.cos x 2cos x 4 tan x 1 Ta có: I . dx
. Đặt t tan x , 5tan x 2 2(1 tan x 2 0 ) cos x 1 t 1 1 2 1 1 2 I dt dt ln3 ln2 t2 2 5 2 3 2 2 1 2 3 0 t t t 0 4 2 sin xdx
Câu 44. I 4 cos x 2
(tan x 2 tan x 5) 4 dt 1 t2dt 1 2 dt
Đặt t tan x dx I 2 ln 3 1 t2
t2 2t 5 3 t2 1 1 2t 5 1 dt t 0 1 1 Tính I
tan u I du 1 . Đặt 1 . Vậy I 2 3 2 ln . 2 2 8 3 8 t2 1 2t 5 4 2 2 sin x Câu 45. I dx sin3x . 6 2 2 sin x 2 sin x I dx dx 3sin x 3 4sin x 2 4 cos x 1 6 6 3 0 dt 2 1 dt 1
Đặt t cos x dt sin xdx I ln(2 3) 4t2 1 4 1 4 3 t2 0 2 4
sin x cosx Câu 46. I 2 dx 1 sin2x 4 Trang 20
Trần Sĩ Tùng
Bài tập Tích phân
Ta có: 1 sin2x sin x cos x sin x cos x (vì x ; 4 2 )
sin x cosx I 2 dx sin cos (cos sin ) . Đặt t x x dt x x dx sin x cos x 4 2 1 2 1 I dt ln t ln2 t 1 1 2 2 6 Câu 47. 3 5 I 2
1 cos x.sin x.cos xdx 1 t 2 d 5 6 3 6 3 5 2 t
Đặt t 1 cos x t 1 cos x t
6 dt 3cos xsin xdx dx 2 cos x sin x 1 1 t7 t13 6 6 12
I 2 t (1 t d ) t 2 7 13 91 0 0 4 tan xdx
Câu 48. I cos x 2 0 1 cos x 4 tan xdx tan Ta có: I . Đặt 2 2 2 2 tan 2 tan x t x t x tdt dx 2 cos x 2 2 0 tan x 2 cos x 3 3 tdt I dt 3 2 t 2 2 2 cos2x 4 t 3 1 Câu 49. I dx
Đặt t cos x sin x 3 I dt . (cos x sin x 3 3 32 0 3) 2 t 4 sin 4x Câu 50. I dx 2 cos x 4 0 . tan x 1 2 4 sin 4x 2 4 4 Ta có: I dx
. Đặt t sin x cos x I 2 dt 2 2 . 4 sin x 4 0 cos x 1 4 sin 4x Câu 51. I dx 2 0 1 cos x 1 4 2sin2x 2 (2cos x 1) 2 2 2(2t 1) 1 Ta có: I dx
. Đặt t cos x I dt 2 6ln 2 t1 3 . 0 1 cos x 1 6 tan(x ) Câu 52. 4 I dx cos2x 0 Trang 21
Bài tập Tích phân
Trần Sĩ Tùng 1 6 2 tan 1 3 1 3 Ta có: x I
dx . Đặt t tan x dt I . 2 (tan x 1) 2 (t 1) 2 0 0 6 3 tan Câu 53. x I dx cos 2x 0 3 3 6 6 tan x tan x Ta có: I dx dx . 2 2 2 2
0 cos x sin x
0 cos x(1 tan x) 3 3 3 t 1 1 2
Đặt t tan x I dt ln . 2 6 2 3 0 1 t 2 cos x 2 1 cos x dx Câu 54. I dx I 0 7 cos2x 2 2 2 0 2 sin x 6 2 3 dx Câu 55. 4 3 sin x 5 .cos x 4 3 1 3 1 1 Ta có: dx . dx . 3 4 2 sin x 3 8 tan x cos x 4 .cos x 4 3 cos x 4 3 3
I t 4dt 4 8 3
Đặt t tan x 1 1 3
cos x cos x sin x
Câu 56. I x( )dx 2 1 cos x 0 cos x 2 (1 cos x) sin x x.sin x
Ta có: I x
dx x.cos x d . x
dx J K 2 1 cos x 2 0 0 0 1 cos x u x du dx
+ Tính J x.cos x d . x . Đặt J 2 dv cos xdx v sin x 0 x.sin x + Tính K dx 2 . Đặt x t dx dt 0 1 cos x
( t).sin( t)
( t).sint
( x).sin x K dt dt dx 2 1 cos ( t 2 ) 1 cos t 2 0 0 0 1 cos x
(x x).sin x sin x d.x sin x d . x 2K dx K 2 1 cos x 2 1 cos x 2 2 0 0 0 1 cos x Trang 22
Trần Sĩ Tùng
Bài tập Tích phân 1 dt 2
Đặt t cos x K tan (1 tan ) 2 , đặt t u dt u du 1 t2 1 4 2 (1 tan u d ) u 4 2 K du .u 4 2 2 1 tan u 2 2 4 4 4 4 2 Vậy I 2 4 2 cos Câu 57. I x dx 2
sin x 3 cos x 6 2 sin cos 2 Ta có: x x I
dx . Đặt t 3 cos x 2 2
sin x 3 cos x 6 15 2 dt I 1
ln( 15 4)ln( 3 2) 4 t2 2 3
Dạng 3: Đổi biến số dạng 2 2 2 1
Câu 58. I sin x sin x d . x 2 6 3 4 3 2 3 1
Đặt cos x
sint, 0 t cos 2 2 I = tdt 2
= 2 4 2 . 0 2 3sin 4 cos Câu 59. x x I dx 2 2
3sin x 4 cos x 0 2 2 2
3sin x 4 cos x 3sin x 4 cos x 2 2 3sin x 4 cos x I dx dx dx dx dx 2 2 2 3 cos x 3 cos x 3 cos x 2 2 3 cos x 4 sin x 0 0 0 0 0 2 3sin 1 3 + Tính x I
dx . Đặt t cos x dt sin xdx dt I 1 2 3 cos x 1 2 3 t 0 0 6 2 3 3(1 tan ) 3 Đặt 2
t 3 tan u dt 3(1 tan u)du u du I 1 2 3(1 tan u) 6 0 2 4 cos 1 4 + Tính x I
dx . Đặt t sin x dt cos xdx 1 ln 3 dt I dt 2 2 4 sin x 1 1 2 2 1 4 t 0 0 1 Trang 23
Bài tập Tích phân
Trần Sĩ Tùng Vậy: 3 I ln 3 6 4 tan x Câu 60. I dx cos x 2 1 cos x 6 4 tan x 4 tan x Ta có: I dx dx 2 1 cos x 2 2 tan x x 2 cos 1 6 2 cos x 6 1 1 u 2 u
Đặt u tan x du dx I dx
t u 2 dt du 2 . Đặt . cos x u2 1 2 u2 2 3 3 3 7 3 7 I dt t 3 . 7 7 3 3 3 3 sin x 2 4 Câu 61. I dx 2sinxcosx 3 4 2 1 sin x cos x 1 1 1 Ta có: I dx
. Đặt t sin x cos x I dt 2 2
sin x cos x2 2 2 0 t 2 4 1 arctan 2 2 1 2(1 tan u) 1 1
Đặt t 2 tanu I du arctan 2 2 2tan 2 2 0 u 2 Trang 24
Trần Sĩ Tùng
Bài tập Tích phân
Dạng 4: Tích phân từng phần 3 xsin x Câu 62. I dx 2 . cos x 3
Sử dụng công thức tích phân từng phần ta có: 3 1 x 3 3 dx 4 3 dx I xd J, J cos x với cos x cos x 3 cos x 3 3 3 3 3 3 3 dx 2 dt 1 t 1 2 2 3
Để tính J ta đặt t sin x. Khi đó J ln ln cosx 1 t2 2 t 1 3 3 2 3 2 3 2 Vậy I 4 2 3 ln . 3 2 3 2 1 sin x Câu 63. x I e . dx 1 cos x 0 x x x 1 2sin cos 1 sin 1 x 2 2 Ta có: tan 1 cos x 2 x 2 x 2 2cos 2cos 2 2 2 x e dx 2 x x I e tan dx = e 2 2 x 2 0 2cos 0 2 4 x cos2x Câu 64. I dx 1 sin2x2 0 u x du dx Đặt cos2x dv dx v 1 (1 sin2x 2 ) 1 sin2x 4 4 1 1 1 1 1 1 1
I x. . 4 dx . dx 2 1 sin2x 2 1 sin2x 16 2 2 2 0 0 0 cos x 4 1 1 1 2 2 . tan x 4 . 0 1 16 2 2 4 16 2 2 4 16 0 Trang 25