64 bài tập Tích phân hàm lượng giác có lời giải – Trần Sĩ Tùng Toán 12
64 bài tập Tích phân hàm lượng giác có lời giải – Trần Sĩ Tùng Toán 12 được sưu tầm và soạn thảo dưới dạng file PDF để gửi tới các bạn học sinh cùng tham khảo, ôn tập đầy đủ kiến thức, chuẩn bị cho các buổi học thật tốt. Mời bạn đọc đón xem!
Chủ đề: Chương 3: Nguyên hàm - Tích phân và ứng dụng
Môn: Toán 12
Thông tin:
Tác giả:
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