





















Preview text:
CHỦ ĐỀ 3: PHƯƠNG PHÁP ĐỔI BIẾN TÌM NGUYÊN HÀM
DẠNG 1. ĐỔI BIẾN SỐ HÀM SỐ VÔ TỈ (Đặt t = hàm theo biến x)
Mẫu 1: Đổi biến hàm số vô tỷ đơn giản
Nguyên hàm f (x)dx ∫ trong đó ( ) n
f x = g (x) ta đặt = ( ) n n t
g x ⇒ t = g (x) n 1
⇒ nt − dt = g′(x)dx . Khi đó f
∫ (x)dx = h ∫ (t)dt.
Mẫu 2: Nguyên hàm dạng ( x f a ) . dx ∫ dt f t dt Ta đặt x x
t = a ⇒ dt = a adx ⇒ dx = ⇒ f ∫ ( xa ) ( ). ln dx = t.ln a ∫ . t.ln a
f (ln x)dx
Mẫu 3: Nguyên hàm dạng . ∫ x
f (ln x)dx Ta đặt 1
t = ln x ⇒ dt = . dx Khi đó = f ∫ ∫ (t)dt. x x
Chú ý: Nếu nguyên hàm Mẫu 2 và Mẫu 3 có chứa căn thức, ta nên đặt t bằng căn thức. Ví dụ với nguyên hàm ln .xdx I = ∫ ta nên đặt 2 2 2
t = ln x +1 ⇒ t = ln x +1. 2 x ln x +1 1 1 ⇒ 2tdt = 2ln .
x dx ⇒ tdt = ln . x . dx Khi đó tdt 2 I =
= dt = t + C = ln x +1 + C x x ∫ t ∫ .
Ví dụ 1: Tìm các nguyên hàm sau: a) 3 2 I = x x + 4 . dx ∫
b) I = x (x + ∫ )3 2 4 . dx c) dx I 1 = ∫ d) I = . dx ∫ x( + x). 1 3 x x + 9 Lời giải a) Đặt 2 2 2
t = x + 4 ⇒ t = x + 4 ⇒ 2tdt = 2xdx ⇔ tdt = x . dx Khi đó 2 2
I = x x + xdx = ∫
∫( 2t − )t tdt = ∫( 4 2 4 4 .
t − 4t )dt 4 (x + )5 (x t t + )3 2 2 5 3 4 4 4 = − + C = − + C. 5 3 5 3 b) Đặt 2 2 2
t = x + 4 ⇒ t = x + 4 ⇒ 2tdt = 2xdx ⇔ tdt = x . dx x + 4 Khi đó I = x ∫ (x + 4) t ( )5 2 5 3 2 3 4
dx = t .tdt = t dt = + C = + C. ∫ ∫ 5 5 c) Đặt 2
t = x ⇒ t = x ⇒ 2tdt = dx 2tdt 2dt
2(t +1− t)dt Khi đó 1 1 I 2 = = = = − ∫ ∫ ∫ ∫ dt. 2 t (1+ t) t (t + ) 1 t (t + ) 1 t t +1
= 2ln − 2ln +1 + = 2ln t + = 2ln x t t C C + C. t +1 x +1 d) Đặt 3 2 3 2
t = x + 9 ⇒ t = x + 9 ⇒ 2tdt = 3x dx 2 Ta có: 1 3x 2tdt I = dx = dx = ∫ ∫ ∫ 3 3 3 x x + 9 3x x + 9 3( 2t − 9).t 2 dt 2 dt
1 (t + 3) − (t − 3) dt 1 1 1 = = = = − ∫ 2 3 t ∫ ∫ ∫
− 9 3 (t 3)(t 3) 9 (t 3)(t 3)
9 t 3 t 3 − + − + − + 3 1 t − 3 1 x + 9 − 3 = ln + C = ln + C. 3 9 t + 3 9 x + 9 + 3
Ví dụ 2: Tìm các nguyên hàm sau: x 2 a) 2e +1 I + = . dx ∫ b) ln x 1 I = . dx x ∫ e +1 x ln x c) ln .x 2ln x +1 I = . dx ∫ d) ln x I = . dx x ∫ .x ln x + 2 Lời giải a) Đặt x x
t = e ⇒ dt = e dx ⇒ dt = tdx (2t + )1dt (2t + )1dt
d ( 2t + t) Khi đó 2 I = = =
= ln t + t + C = ln ∫ ∫ ∫ ( 2x x
e + e + C 2 2 ) t (t + ) 1 t + t t + t
= ln x + ln ( x + ) 1 + = + ln ( x e e C x e + ) 1 + C. x e + x e + x e + x e x Cách 2: 2 1 1 = = = ∫ e dx I dx dx dx dx x ∫ x ∫ +1 x = + ∫ x ∫ e +1 e +1 e +1 e +1 d ( x e + ) 1 = + x = ln ∫
( xe + + x +C x )1 . e +1 b) Đặt = ln dx t x ⇒ dt = x 2 2 2 Khi đó t +1 1 t ln = = + = + ln x I dt t dt t + C = + ln ln x + ∫ ∫ C. t t 2 2 c) Đặt 2 2 = 2ln +1 ⇒ = 2ln +1 ⇒ 2 dx dx t x t x tdt = ⇔ tdt = . x x 2 5 3 Khi đó: t −1 1 = = ∫ ∫( 4 2 − ) t t I tdt t t dt = − + C 2 2 10 6 ( x + )5 ( x + )3 2ln 1 2ln 1 ⇒ t = − + C. 10 6 d) Đặt 2 = ln + 2 ⇒ = ln + 2 ⇒ 2 dx t x t x tdt = x t − 2 2t 2 ln x + 2 Khi đó I = .2tdt = 2 ∫ ∫(t − 2) ( )3 2 3 2 dt = − 4t + C =
− 4 ln x + 2 + C. t 3 3
Ví dụ 3: Tìm nguyên hàm của các hàm số sau: 2 a) xdx I =
I = x x + 2dx x dx I = 1 ∫ b) 3 2 ∫ c) ∫ 4x +1 2 3 1− x Lời giải 2 t −1 2 = 4 .tdt tdt dx a) Đặt 2 xdx 4 2 1
t = 4x +1 ⇔ t = 4x +1 → t − t → I = = = ∫ ∫ ∫( 2 2 t −1 dt 1 ) x = 4x +1 t 8 4 1 t 1 ( x )3 3 4 1 + t C 4x 1 = − + = − + + C. 8 3 8 3 b) Đặt 2 2 2 2 2 3 2
t = x + ⇔ t = x +
→ x = t − ⇔ xdx = tdt
→ x dx = x xdx = ( 2 2 2 2 2 2 . t − 2).tdt 5 3 2 2 5 3 x + 2 2 x + 2 2 3 = + 2. = . ∫ ∫ ( 2 − 2) = ∫( 4 2 − 2 t = − 2.t I x x dx t t tdt t t dt + C = − + C 2 ) ( ) ( ) 5 3 5 3 dx = 2 − tdt x dx 1− t tdt 2 2 ( )2 2 2
c) Đặt t = 1− x ⇔ t = 1− x ⇔ x = 1− t → → I = = 2 − ∫ ∫ 2 x = ( 2 1− t )2 3 1− x t 5 3 t t x x − − 2∫( 2 1 2 1 2 1 t ) dt 2∫( 4 2 t 2t ) 5 3 2 ( ) ( ) 1 dt 2 t C 2 1 x = − − = − − + = − − + + = − − + − + C 5 3 5 3 5 3 2 2 x − 2 2 x + 2 2 3 = + 2. = . ∫ ∫ ( 2 − 2 t = − 2.t I x x dx t t tdt + C = − + C. 3 ) 5 3 ( ) ( ) 5 3 5 3
Ví dụ 4: Tìm nguyên hàm của các hàm số sau: a) x +1 I = dx dx I = 4 ∫ b) x 5 ∫ 1+ 1+ 3x Lời giải 2 2tdt = dx a) Đặt 2 2t dt 2
t = x +1 ⇔ t = x +1 ⇔ ⇔ I = = ∫ ∫2 + dt 2 4 2 x = t −1 t −1 (t ) 1 (t ) 1 − + t −1 x +1 −1 I = 2t +
+ C = 2 x +1 + ln + C 4 t +1 x +1 +1 2tdt = 3dx b) Đặt 2 2tdt 2 1 2
t = 1+ 3x ⇒ t = 1+ 3x ⇔ t −1 ⇒ I = = ∫ ∫1− dt 5 x = 3(1+ t) 3 t +1 3 2 2 I =
t − ln t +1 + C =
1+ 3x − ln 1+ 3x +1 5 ( ) ( ) 3 3
Ví dụ 5: Tìm nguyên hàm của các hàm số sau: 2x a) e dx I = dx I = 6 ∫ b) ∫ 1 x + e −1 7 x ( + x)2 1 Lời giải x 2
2tdt = e dx 2t t +1 dt a) Đặt x 2 t e t ( xe ) ( ) 2 2 1 1 I 2 ∫ ∫t t 2 = − ⇔ = − ⇔ ⇒ = = − + − dt 6 x 2 e = t +1 1+ t t +1 ( x e t t − )3 3 2 1 x e −1 2
2t 2ln t 1 C 2 2 x e 1 2ln ( xe 1 )1 = − + − + + = − − − − − + + C 3 2 3 2 2tdt = dx b) Đặt 2tdt 2 − 2 t x I C − = ⇒ ⇒ = = + = + C ∫ 2 7 t = x
t (1+ t)2 1+ t 1+ x
Ví dụ 6: Tìm nguyên hàm I = x x +1 . dx ∫ 2(x + )
1 (3x − 2) x +1 A. 2 I = (x + )
1 (3x + 2) x +1 + C. B. I = + C. 3 15 (x + )2 2 1 x +1 3(x + )
1 (3x − 2) x +1 C. I = + C. D. I = + C. 15 5 Lời giải Đặt 2
t = x +1 ⇒ t = x +1 ⇒ 2tdt = dx 5 3 3 Ta có: = ∫( 2 − ) = ∫( 4 2 − ) 2t 2t 2 1 .2 2 2 t I t t tdt t t dt = − + C = ( 2 3t − 5) 5 3 15 2(x + ) 1 (3x + 2) x +1 = + C. Chọn B. 15
Ví dụ 7: Tìm nguyên hàm 2x I = . dx ∫ x − 2 A. 4
I = (x + 4) x − 2 + C. B. 2
I = (x + 2) x − 2 + C. 3 3 C. 2
I = (x + 4) x − 2 + C. D. 4
I = (x + 2) x − 2 + C. 3 3 Lời giải Đặt 2
t = x − 2 ⇒ t = x − 2 ⇒ 2tdt = dx 2( 2t + 2) 3 Khi đó I = tdt = ∫ ∫( 2t + ) 4t 4 .2 4 8 dt =
+ 8t + C = t ( 2t + 6) + C t 3 3 4 =
x − 2 (x + 4) + C. Chọn A. 3
Ví dụ 8: Tìm nguyên hàm dx I = . ∫ x + 2 + 3 x + 2
A. I = ln ( x + 2 + 3) + C.
B. I = 2ln ( x + 2 + 3) + C. C. I +
= x + 2ln ( x + 2 + 3) + C. D. 2 x 2 I = ln + C. 3 x + 2 + 3 Lời giải Đặt 2
t = x + 2 ⇒ t = x + 2 ⇒ 2tdt = dx Khi đó 2tdt 2dt I = =
= 2ln t + 3 + C = 2ln x + 2 + 3 + C. ∫ Chọn B. 2 ∫ ( ) t + 3t t + 3
Ví dụ 9: Tìm nguyên hàm xdx I = . ∫ 1+ x +1 A. 2 I = (x + )3 1 − x + C. B. 2 I = (x + )3
1 − 2x −1+ C. 3 3 C. 3 I = (x + )3
1 − x −1+ C. D. 1 I = (x + )3
1 − x −1+ C. 2 3 Lời giải Đặt 2
t = x +1 ⇒ t = x +1 ⇒ 2tdt = dx ( 2t − ) 3 1 .2tdt Khi đó I = = ∫
∫(t − )1.2tdt = ∫( 2 2t − 2t) 2t 2 dt = − t + C 1+ t 3 2 = (x + )3 2
1 − x −1+ C = (x + )3
1 − x + C. Chọn A. 3 3
Ví dụ 10: Tìm nguyên hàm dx I = ∫ x e +1 x x A. + = ln e I + C. B. e 1 I = ln + C. x e +1 x e 2x x C. = ln e I + C. D. = 2ln e I + C. x e +1 x e +1 Lời giải Đặt x x dt
t = e ⇒ dt = e dx = tdx ⇒ dx = t + − Khi đó dt t 1 t 1 1 t I = ∫ ( ∫ ∫ + ) = = − = + t (t + ) dt dt ln C t t 1 1 t t +1 t +1 x x = ln e + = ln e C + C. Chọn A. x e +1 x e +1 x
Ví dụ 11: Giả sử F (x) là một nguyên hàm của hàm số ( ) e f x = . 2x e + 2 x e +1
Biết rằng F (0) = 0, tìm F (x) A. F (x) 1 1 = − . B. ( ) = ln( x F x e + ) 1 − ln 2. x e +1 2 C. F (x) 1 − 1 = + .
D. ( ) = −ln( x F x e + ) 1 − ln 2. x e +1 2 Lời giải x Ta có: ( ) e dx F x = ∫ . Đặt x x
t = e ⇒ dt = e dx 2x e + 2 x e +1 x e dx dt d (t + ) 1 Khi đó 1 − = = = + C ∫ 2x x ∫ 2 ∫ e + 2e +1 t + 2t +1 (t + )2 1 t +1 Do đó F (x) 1 − − = + C, do F ( ) 1 1 0 = 0 ⇒ + C = 0 ⇔ C = x e +1 2 2 Suy ra F (x) 1 − 1 = + . Chọn C. x e +1 2
Ví dụ 12: Giả sử F (x) là một nguyên hàm của hàm số ( ) x 2 = +1. x f x e
e . Biết rằng F (0) = 0, tìm F (x) 2( x + ) 1 x +1(3 x e e e − 2) − 4 2 ( x + )2 2 1 x e e +1 − 8 2
A. F (x) = .
B. F (x) = . 15 15 2( x + ) 1 x +1(5 x e e e + 2) − 28 2 2 − ( x + ) 1 x +1(3 x e e e − 2) + 4 2
C. F (x) = .
D. F (x) = . 15 15 Lời giải Ta có: x 2 = +1. x I e e dx ∫ Đặt x 2 = +1 x ⇒ = +1 ⇒ 2 x t e t e tdt = e dx 3 2 5 3 2t 2t 2t 3t − 5 Khi đó I = t
∫ ( 2t − )1.2tdt = ∫( 4 2 2t − 2t ) ( ) dt = − + C = + C 5 3 15 2( x + ) 1 x +1(3 x e e e − 2) ⇒ F (x) = + C 15 Lại có: F ( ) 2.2 2 4 2 0 C 0 C − = + = ⇒ = 15 15 2( x + ) 1 x +1(3 x e e e − 2) − 4 2 Vậy F (x) = . Chọn A. 15
Ví dụ 13: Tìm nguyên hàm của hàm số ( ) ln x f x = x(2 + ln x)2 A. 1 −
− 2ln ln x + 2 + C. B. 2 ln ln x + 2 + + C. ln x + 2 ln x + 2 C. 2 ln x + 2 + + C. D. 1
+ 2ln ln x + 2 + C. ln x + 2 ln x + 2 Lời giải Đặt 1
t = ln x ⇒ dt = dx x Khi đó ln xdx tdt t + 2 − 2 1 2 = = dt = − dt ∫ ∫ ∫ ∫ x(2 + ln x)2 (t + 2)2 (t + 2)2
t + 2 (t + 2)2 2 2 = ln t + 2 +
+ C = ln ln x + 2 + + C. Chọn B. t + 2 ln x + 2
DẠNG 2. ĐỔI BIẾN SỐ HÀM VÔ TỈ (Đặt x = hàm theo biến t) π π
Mẫu 1: Nếu f ( x) có chứa 2 2
a − x ta đặt x = asin t t ∈ − ; 2 2
dx = a costdt ⇒ 2 2 2
a − a sin t = a cost π π Mẫu 2: Dạng 2 2
x + a thì đổi biến số x = a tan t, t ∈ − ; 2 2 adt dx = 2 cos t ⇒ a 2 2 2 2 2
a + x = a + a tan t = cost a a Mẫu 3: Dạng 2 2
x − a thì ta đặt x = (hoặc x = ). sin t cost −a costdt dx = 2 ⇒ sin t 2 2 2 2
x − a = a cot t dx Mẫu 4: Dạng ∫
thì ta đặt x = a tan t. 2 2 x + a
dx = d (a cos 2t) = 2 − . a sin 2tdt +
Mẫu 5: Nếu f ( x) có chứa a x thì đặt x = a cos 2t → 2 a − x a + x 1+ cos 2t cos t = = 2 a − x 1− cos 2t sin t
Một số kết quả quan trọng cần lưu ý khi giải trắc nghiệm: dx 1 x = arctan + C ∫ (a ≠ 0) 2 2 x + a a a dx 1 x + a = ln + C ∫ 2 2 x − a 2a x − a dx 2
= ln x + x + a + C ∫ (a ≠ 0) 2 x + a dx x = arcsin + C ∫ (a > 0) 2 2 a − x a
Ví dụ 1: Tìm nguyên hàm của các hàm số sau: a) dx I = ; a = 2 b) 2 I =
1− x dx; a = 1 2 ∫ ( ) 1 ∫ ( ) 2 4 − x 2 c) x dx I = ; a = 1 d) 2 2
I = x 9 − x ; dx a = 3 4 ∫ ( ) 3 ∫ ( ) 2 1− x Lời giải dx = d
(2sint) = 2costdt a) Đặt dx 2cos = 2sin tdt x t ⇒ → I = =
= dt = t + C 1 ∫ ∫ ∫ 2 2 2
4 − x = 4 − 4sin t = 2cost 4 − x 2cost Từ phép đặt 2sin arcsin x arcsin x x t t I = ⇔ = → = + C 1 2 2 dx = d (sint) = costdt
b) Đặt x = sin t ⇒ 2 2
1− x = 1− sin t = cost Khi đó 2 1+ cos 2t 1 1 t 1 I =
1− x dx = cost.costdt = dt = dt +
cos 2tdt = + sin 2t + C. 2 ∫ ∫ ∫ 2 2 ∫ 2 ∫ 2 4 2 2 Từ
cost = 1− sin t = 1− x 2
x = sin t ⇒
→sin 2t = 2sin t.cost = 2x 1− x t = arcsin x arcsin x 1 2 → I =
+ x 1− x + C 2 2 2 dx = d (sint) = costdt
c) Đặt x = sin t → 2 2
1− x = 1− sin t = cost 2 2 Khi đó, x dx sin t.costdt 2 1− cos 2t 1 1 I = = = sin tdt =
dt = t − sin 2t + C 3 ∫ ∫ ∫ ∫ 2 1− x cost 2 2 4 2 2 Từ
cost = 1− sin t = 1− x 2
x = sin t ⇒
→sin 2t = 2sin t.cost = 2x 1− x t = arcsin x arcsin x 1 2 → I =
− x 1− x + C 3 2 2 dx = d
(3sint) = 3costdt
d) Đặt x = 3sin t → 2 2
9 − x = 9 − 9sin t = 3cost 2 2 2 2 2 81 2 81 1− cos 4 = 9 − = 9sin .3cos = 81 sin .cos = sin 2 t I x x dx t tdt t tdt tdt = dt 4 ∫ ∫ ∫ 4 ∫ 4 ∫ 2 81 1 1 81 t 1 dt cos 4tdt sin 4t = − = − + ∫ ∫ C 4 2 2 4 2 8 2 2 cos = 1− sin = 1 x t t − 2 Từ 9 2 = 3sin ⇒ →sin 2 x = 1 x x t t − x 3 9 t = arcsin 3 2 2 2 2 Mà 2 x 2x 2x x 2 cos 2 = 1− 2sin = 1− 2 = 1− →sin 4 = 2sin 2 .cos 2 = 2. 1− .1 x t t t t t − 3 9 3 9 9 arcsin x 2 2 Từ đó ta được 81 3 x x 2 = − 1− .1 x I − + C. 4 4 2 6 9 9
Ví dụ 2: Tìm nguyên hàm của các hàm số sau: 2 a) dx I = ; a = 1 b) 2 I =
x + 2x + 5dx x dx I = ; a = 2 1 ∫ ( ) 2 ∫ x ∫ c) 3 ( ) +1 2 2 x + 4 Lời giải
dx = d (tan t) dt = = ( 2 1+ tan t dt 1+ tan t dt 2 ) ( 2 )
a) Đặt x = tan x → cos t → I =
= dt = t + C 1 ∫ 2 ∫ 2 2 1+ tan 1 + = 1+ tan t x t
Từ giả thiết đặt x = tan t ⇔ t = arctan x
→ I = arctan x + C. 1 b) Ta có 2 I =
x + 2x + 5dx = ∫ ∫ (x + )2
1 + 4d (x + ) t=x 1+ 2 1 → I = t + 4dt 2 ∫ = ( ) 2 2 tan du dt d u = 2 Đặt cos u 2du du cos t = 2 tan udu u → → I = = = 2 ∫ ∫ ∫ 2 2 2 2 2 2 cosu cos
4 + t = 4 + 4 tan u = .cos u u cosu cosu
d (sin u) 1 (1+ sinu) + (1− sinu) 1 d sin u 1 d sin u 1 1+ sin u = = d u = + = + C ∫1 ∫ ∫ ∫
− sin u 2 (1+ sin u)(1− sin u) (sin ) ( ) ( ) ln . 2
2 1− sin u 2 1+ sin u 2 1− sin u 2 2 Từ phép đặt t 1 t 2 2 4 = 2 tan ⇔ tan = → = 1+ →sin = 1− cos = 1 t t u u u u − = 2 2 2 2 cos u 4 4 + t 4 + t t x +1 1+ 1+ 2 2 Từ đó ta được 1 1+ sin u 1 4 + t 1 x + 2x + 5 I = ln + C = ln + C = ln + C. 2 2 1− sin u 2 t 2 x +1 1− 1− 2 2 4 + t x + 2x + 5 = ( ) 2 2 tan dt dx d t = = 2( 2 1+ tan t dt 2 )
c) Đặt x = 2 tan t → cos t 2 2
x + 4 = 4 tan t + 4 2 4 tan t.2( 2 1+ tan t) 2 dt 2 2 sin ⇒ = = 4 tan 1+ tan = 4 t I t tdt dt 3 ∫ ∫ ∫ 3 2 2 1+ tan t cos t 2 2 sin t.costdt
sin t.d (sin t) = 4 = 4 ∫ 4 cos ∫ t (1−sin t)2 2 2 u u
1 (1+ u) − (1− u) 2 2
Đặt u = sin t → I = 4 du = 4 ∫ ∫ du = 4∫ du 3 ( − )2 2 1− u 2 (1+ u)(1 1 − u u ) 2 1 1 du du 2du = − ∫ du = + − ∫ ∫ ∫
1− u 1+ u (1− u)2 (1+ u)2 (1− u)(1+ u) d (1− u) d (1+ u)
(1− u)(1+ u)du = − + − ∫ ( ∫ ∫ 1− u)2 (1+ u)2 (1− u)(1+ u) 1 1 1 1 1 1 du du = − − − + ∫ du = − − − − 1 ∫ ∫ − u 1+ u
1+ u 1− u 1− u 1+ u 1+ u 1− u 1 1 1 1 u −1 = − −
− ln 1+ u + ln u −1 + C = − + ln + C 1− u 1+ u u −1 1+ u u +1 1 1 u −1 1 1 sin t −1 → I = − + ln + C = − + ln + C. 3 u −1 1+ u u +1
sin t − t sin t +1 sin t +1 2 2 Lại có x 1 2 x 2 4 2 = 2 tan ⇔ tan = → = 1+ tan = 1+ ⇔ cos = →sin x x t t t t t = 2 2 2 2 cos t 4 4 + x 4 + x x −1 2 x 1 1 4 ⇔ sin = → = − + ln + x t I + C. 3 2 4 x + −1 x +1 x x +1 2 2 2 4 + x 4 + x 4 + x
Ví dụ 3: Tìm nguyên hàm của các hàm số sau: a) dx I = . dx I = . dx I = . 1 ∫ b) ∫ c) ∫ 2 x −1 2 2 2 x x − 4 3 2 x − 2x − 2 Lời giải 1 −costdt dx = d = − costdt 2 1 sin t sin t dx = a) Đặt 2 x = ⇒ ⇔ sin t sin t 2 1 2 x −1 = −1
x −1 = cot t 2 sin t dx − costdt sin tdt d (cost) ⇒ I = = = − = 1 ∫ ∫ 2 ∫ 2 ∫ 2 2 x −1 sin t.cot t sin t 1− cos t d (cost)
1 (1− cost) + (1+ cost) 1 1+ cost = ∫ ( = = + ∫ − t)( + t) ( − t) + ( +
t) d (cost) ln C. 1 cos 1 cos 2 1 cos 1 cos 2 1− cost 2 x −1 2 1+ Từ phép đặt 1 2 2 1 x −1 1 = ⇒ cos = 1− sin = 1− ⇔ cos = ⇒ = ln x x t t t I + C. 2 1 2 sin t x x 2 x −1 1− x 2 2 − costdt 2 − costdt dx = d = 2 dx = 2 2 sin t sin t b) Đặt sin t x = → ← → sin t 4 2 2 2 8cot t 2 x − 4 = − 4
x − 4 = 2cost ⇒ x x − 4 = 2 2 sin t sin t Khi đó, dx 2 − costdt 1 1 I = = = −
sin tdt = cost + C. 2 ∫ ∫ ∫ 2 2 − 2 8cot 4 t x x 4 4 sin t. 2 sin t 2 2 Từ 2 2 2 4 x − 4 x − 4 x =
→cos t = 1− sin t = 1− ⇔ cost = → I = + C. 2 2 sin t x x 4x dx d (x − ) 1 c) t=x 1 − dt dt I = = → I = = . 3 ∫ ∫ ∫ ∫ x − 2x − 2 (x − ) 3 2 2 2 1 − 3 t − 3 t − ( 3)2 2 3 − 3 cosudu dt = d = − 3 cosudu 2 3 sin u sin u dt = Đặt 2 t = → ← → sin u sin u 3 2 2 t − 3 = − 3
t − 3 = 3 cot u 2 sin u dt − 3 cosudu sin udu d (cosu) d (cosu) → I = = = − = = 3 ∫ ∫ ∫ ∫ ∫ 2 2 2 2 t − 3 sin . u 3 cot u sin u 1− cos u
(1− cosu)(1+ cosu)
1 (1− cosu) + (1+ cosu) 1 1+ cosu = ∫ ( = + − u)( +
u) d (cosu) ln C. 2 1 cos 1 cos 2 1− cosu 2 2 t − 3 x − 2x − 2 2 1+ 1 3 + 2 3 t − 3 1 t 1 x −1 t = ⇒ cos u = 1− ⇔ cost = ⇒ I = ln + C = ln + C. 2 3 2 2 sin u t t 2 t − 3 2 x − 2x − 2 1− 1− t x −1
Ví dụ 4: Cho nguyên hàm 2 2 π π I = x 1− x . dx ∫
Bằng cách đặt x = sin t t ∈ − ; mệnh đề nào sau đây 2 2 là đúng?
A. I = ∫(1− cos4t)dt.
B. I = ∫(1+ cos4t)dt. C. t sin 4t I = − + C. D. t sin 4t I = + + C. 8 32 8 32 Lời giải π π dx = costdt
Ta có: x = sin t t ∈ − ; ⇒ 2 2 2 2
1− x = 1− sin t = cost = cost Khi đó 2 2 1 2 1 = = = ∫ ∫ ∫( − ) t sin 4 sin .cos sin 2 1 cos 4 t I t tdt tdt t dt ⇒ I = − + C. Chọn C. 4 8 8 32
Ví dụ 5: Cho nguyên hàm 2 π I = x − 9 . dx ∫ Bằng cách đặt 3 x = , với t 0; ∈
. Mệnh đề nào dưới cost 2 đây là đúng? 2 2 2 2 A. sin = 9 t I − dt. ∫ B. sin = 9 t I dt. sin = 9 t I − dt. sin = 9 t I dt. 3 cos ∫ C. ∫ D. ∫ t 3 cos t 4 cos t 4 cos t Lời giải Ta có 9 3 1 9 I = − 9d = 3 −1. − . ∫ ∫ (− sin t)dt 2 2 2 cos t cost cos t cos t 2 2 sin t sin t sin = 9 . = 9 t dt dt. ∫ 2 2 ∫ Chọn B. 3 cos t cos t cos
Ví dụ 6: Tính nguyên hàm dx I = . ∫ 2 4 − x A. = arcsin x I + C.
B. I = x + C. C. = arccos x I + C.
D. I = arcsin x + C. 2 2 Lời giải π π dx = 2costdt
Đặt x = 2sin t t ∈ − ; ⇒ 2 2 2 2
4 − x = 4 − sin t = 2 cost = 2cost Khi đó 2costdt = = = + = arcsin x I dt t C + C. ∫ 2cost ∫ Chọn A. 2 Tổng quát: dx = arcsin x + C ∫ (a > 0) 2 2 a − x a
Ví dụ 7: Tính nguyên hàm dx I = . ∫ 2 1− x − x A. x +1 I + = arcsin + C. B. 2x 1 I = arcsin + C. 5 2 5 C. I + = arcsin (2x + ) 1 + C. D. 2x 1 I = arcsin + C. 5 Lời giải 1 d x + Ta có: dx dx 2 I = = = ∫ ∫ ∫ 2 2 2 1− x − x 5 1 5 1 x x − + − + 4 2 4 2 1 x + 2 2x +1 = arcsin + C = arcsin + C. Chọn D. 5 5 2 2
Ví dụ 8: Tính nguyên hàm x dx π π I = ∫
bằng cách đặt x = sin t t ∈ − ; ta được: ( − x )5 2 1 2 2 3 2 5 A. 2
I = 2 tan t + C. B. tan t I = + C. C. tan t I = + C. D. tan t I = + C. 3 2 5 Lời giải π π dx = costdt
Đặt x = sin t t ∈ − ; ⇒ . 2 2 2 2
1− x = 1− sin t = cost = cost 2 2 3 Khi đó: sin t.costdt sin t 1 2 = = = ∫ ∫ ∫ ( ) tan . tan tan t I dt td t = + C. Chọn B. 5 2 2 cos t cos t cos t 3
Ví dụ 9: Tính nguyên hàm 1+ x π I = dx ∫
bằng cách đặt x = cos 2t t ∈0; ta được: 1− x 2 3 A. 2 I = 4 − cos tdt. ∫ B. 2 I = 2 − cos tdt. ∫ C. 2 I = 4 − sin tdt. ∫ D. cos = 4 t I − dt. ∫ sin t Lời giải
Đặt x = cos 2t ⇒ dx = 2 − sin 2tdt = 4
− sin t costdt. 2 2 Mặt khác 1+ cos 2t 2cos t cos t cost cost = = = = 2 2 1− cos 2t 2sin t sin t sin t sin t Khi đó cost I = . ∫ ( 4 − sin t cost) 2 dt = 4 − cos tdt. sin t ∫ Chọn A. 2 Ví dụ 10: π Tính nguyên hàm x −1 I = dx ∫ bằng cách đặt 1 x = t ∈ 0; ta được. x cost 2 A. 3 I = tan xd . x ∫ B. 2 I = tan xd . x ∫ C. 3 I = cot xd . x ∫ D. 2 I = cot xd . x ∫ Lời giải 1 π (cost)′ − Đặt sin = ∈ 0; t x t ⇒ dx = dt = dt 2 2 cost 2 cos t cos t Lại có: 1 2
−1 = tan t = tan t = tan t 2 cos t Do đó tan t sin t 2 I = . dt = tan tdt. ∫ 2 1 cos ∫ Chọn B. t cost
BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Câu 1: Xét I = x ( x − ∫ )5 3 4 4
3 dx. Bằng cách đặt 4
u = 4x − 3, hỏi khẳng định nào đúng? A. 1 5 I = u . du 1 I = u du. 1 I = u du. I = u du 4 ∫ B. 5 21 ∫ C. 5 16 ∫ D. 5 . ∫
Câu 2: Cho I = x ∫ ( − x )10 2 1 . dx Đặt 2
u =1− x , hỏi khẳng định nào đúng? A. 10 I = 2u du ∫ B. 10 I = − 2u du ∫ C. 1 10 I = − u du 1 I = u du 2 ∫ D. 10 2 ∫ Câu 3: Xét x I = dx, ∫
bằng cách đặt t = 4x +1, mệnh đề nào sau đúng? 4x +1 3 3 3 3 A. 1 t I = 1 t 1 t 1 t
+ t + C.
B. I = −t + C.
C. I = −t + C.
D. I = + t + C. 8 3 4 3 8 3 4 3
Câu 4: Tìm nguyên hàm của hàm số f (x) 2 = x 1+ x . A. 1 2 2
x 1+ x + C.
B. 1 (x 1+ x )3 2 2 + C. C. 1 ( 1+ x )3 2 + C. D. 1 2 2
x 1+ x + C. 2 3 3 3
Câu 5: Tìm nguyên hàm của hàm số f (x) 5 = cos . x sin x A. 1 6 − cos x + C B. 1 6 − sin x + C C. 1 6 cos x + C D. 1 4 − cos x + C 6 6 6 4
Câu 6: Tìm một nguyên hàm F (x) của hàm số f (x) = x(x + )4 2 2 1 thỏa mãn F ( ) 1 = 6. x (x + )5 2 2 1 (x + )5 2 1 A. F (x) 2 = − B. F (x) 2 = − 5 5 5 5 x (x + )5 2 2 1 (x + )4 2 1 C. F (x) 2 = + D. F (x) 2 = − 5 5 5 5
Câu 7: Tìm một nguyên hàm F (x) của hàm số f (x) = x(x + )9 2 1 thỏa mãn F ( ) 21 0 = . 20 A. F (x) 1 = − (x + )10 2 1 +1
B. F (x) 1 = (x + )10 2 1 +1 20 20
C. F (x) = (x + )10 2 2 1 −1
D. F (x) = (x + )10 2 1 + 2
Câu 8: Tìm nguyên hàm của hàm số f (x) = x( − x)5 3 . A. ( x)6 3− x 1 3 − − − + x C B. ( − x)6 3 1 3 + + C 6 2 7 2 C. ( x)6 3− x 1 3 − − − + x C D. ( + x)6 3 1 3 − + C 7 2 7 2
Câu 9: Biết F (x) là một nguyên hàm của f (x) ln x 2 =
ln x +1 thỏa F ( ) 1 1 = . Tính F (e) 2 . x 3 A. F (e) 2 8 = . B. F (e) 2 8 = . F e = F e = 3 C. ( ) 2 1. 9 D. ( ) 2 1. 3 9
Câu 10: Gọi F (x) là một nguyên hàm của hàm số ( ) x f x =
thỏa F (2) = 0. Tìm tổng các nghiệm 2 8 − x
phương trình F (x) = .x A. 1+ 3 B. 2. C. 1. D. 1− 3
Câu 11: Tìm một nguyên hàm F (x) của hàm số ( ) 2x f x = . 2 x + x −1
A. F (x) 2 3 2 = x − ( 2 x − ) 2 1 x −1
B. F (x) 2 3 2 = x + ( 2 x − ) 2 1 x −1 3 3 3 3
C. F (x) 2 3 2 = x − ( 2 x + ) 2 1 x −1
D. F (x) 2 3 2 = x + ( 2 x + ) 2 1 x −1 3 3 3 3 2
Câu 12: Hàm số f (x) ln x ln x +1 =
có 1 nguyên hàm F (x) là thỏa F ( ) 1 1 = . Tìm 2 F (e). x 3 A. 2 F (e) 1 = . B. 2 F (e) 8 = . C. 2 F (e) 8 = . D. 2 F (e) 1 = . 3 3 9 9 x
Câu 13: Tìm một nguyên hàm F (x) của hàm số ( ) e f x = thỏa F (0) = 27. x e + 3 A. ( ) = 2 x F x e + 3 − 3 B. ( ) x
F x = e + 3 − 3 C. ( ) = 2 x F x e + 3 + 3 D. ( ) x F x = e + 3 + 3 3 Câu 14: Hàm số ( ) x f x =
có một nguyên hàm là F (x) thỏa F (− ) 1 1 = . Tính F ( ) 1 . 2 2x − x 3 A. F ( ) 1 = 2 B. F ( ) 1 1 = C. F ( ) 5 1 = − D. F ( ) 3 1 = − 3 3 5
Câu 15: Tìm một nguyên hàm F (x) của hàm số ( ) x f x = thỏa mãn F ( ) 2 3 = . x − 2 3
A. F (x) 2 =
(x − 2)3 − 4 x − 2 + 4.
B. F (x) 1 =
(x − 2)3 + 4 x − 2 + 4. 3 3
C. F (x) 2 =
(x − 2)3 + 4 x − 2 − 4.
D. F (x) 2 =
(x − 2)3 + 2 x − 2 − 4. 3 3
Câu 16: Hàm số f (x) 1 =
có một nguyên hàm là F (x) thỏa F (0) = 2ln 2.Tính F ( ) 1 . x +1 A. F ( ) 1 = 2 − ln 2. B. F ( ) 1 = 2ln 2. C. F ( ) 1 = 2. D. F ( ) 1 = 0.
Câu 17: Tìm một nguyên hàm F (x) của hàm số f (x) 1 = thỏa F ( ) 1 = 2 − 4ln 5. 2x −1 + 4
A. 2x +1 +1− 4ln ( 2x +1 + 4)
B. 2x −1 +1− 4ln ( 2x −1 + 4) C. 7
2x −1 −1− ln ( 2x −1 + 4) D. 7
2x −1 −1+ ln ( 2x +1 + 4) 2 2 2 Câu 18: Hàm số ( ) x f x =
có một nguyên hàm là F (x) thỏa F ( ) 2 0 = .Tính F ( ) 1 . 3 x +1 3 A. F ( ) 3 2 1 = . B. F ( ) 3 1 = . C. F ( ) 2 2 1 = . D. F ( ) 2 1 = . 2 2 3 3
Câu 19: Tìm nguyên hàm của hàm số f (x) 1 2 = cos . 2 x x A. 1 2 − sin + C B. 1 2 − cos + C C. 1 2 sin + C D. 1 2 cos + C 2 x 2 x 2 x 2 x
Câu 20: Cho F (x) là một nguyên hàm của hàm số f (x) 1 = thỏa mãn F ( ) 1 0 = − ln 4. Tìm tập x e + 3 3
nghiệm S của phương trình 3 ( ) + ln( x F x e + 3) = 2. A. S = { } 2 B. S = { 2; − } 2 C. S = {1; } 2 D. S = { 2; − } 1 1 a − 1 b x − x
Câu 21: Giả sử x ∫ (1− x)2017 ( ) ( ) dx = −
+ C, với a, b là các số nguyên dương. Tính 2a − . b a b
A. 2a − b = 2017
B. 2a − b = 2018
C. 2a − b = 2019
D. 2a − b = 2020 2x
Câu 22: Tìm nguyên hàm của hàm số ( ) e f x = . x e +1
A. x − ln ( x e e + ) 1 + C
B. x + ln ( x e e + ) 1 + C C. ln ( xe + ) 1 + C D. 2x x
e − e + C
Câu 23: Tìm nguyên hàm của hàm số f (x) 1 = . x +1
A. 2 x − 2ln (1+ x) + C
B. 2 x + 2ln (1+ x) + C
C. ln (1+ x) + C
D. 2 + 2ln (1+ x) + C
Câu 24: Tìm nguyên hàm của hàm số f (x) x + 2 = . x +1
A. 3 (x + 4) x +1 + C
B. 2 (x + 4) x +1 + C 4 3 C. x + C D. 1 x +1 + + C 2(x + ) 1 x +1 x +1
Câu 25: Tìm nguyên hàm của hàm số f (x) 2x −1 = . 1− x A. 1 2 − 1− x + + C B. 2 (2x + ) 1 1− x + C 1− x 3 C. 2 − (2x + ) 1 1− x + C D. 2 − (2x − ) 1 1− x + C 3 3
LỜI GIẢI CHI TIẾT Câu 1: Đặt 4 3 3 1
u = 4x − 3 ⇔ du = 16x dx ⇔ x dx = du 16 Khi đó 1 5 1 5 I = u du = u du. ∫16 16 ∫ Chọn C. Câu 2: Đặt 2 1
u = 1− x ⇔ du = 2
− xdx ⇔ xdx = − . du Khi đó 1 10 I = − u du. 2 2 ∫ Chọn C. Câu 3: Đặt 2 = 4 +1 ⇔ = 4 +1 ⇔ 4 = 2 t t x t x dx
tdt ⇔ dx = dt 2 2 t −1 2 3 − Khi đó 4 t t 1 1 = . t I dt = dt = ∫ ∫
− t + C. Chọn C. t 2 8 8 3 Câu 4: f ∫ (x) 1
dx = x + x dx = + x d ∫ ∫ ( + x ) 1 1 1 1 = ( 1+ x )3 2 2 2 2 + C. Chọn C. 2 3 Câu 5: f ∫ (x) 5 5 dx = cos .
x sin xdx = − cos xd ∫ ∫ (cos x) 1 6
= − cos x + C. Chọn A. 6 x +1 Câu 6: f
∫ (x)dx = 2x
∫ (x + )1 dx = ∫(x + )1d (x + ) ( )5 2 4 2 2 2 1 = + C. 5 (x + )5 2 1 (x + )5 2 1 Suy ra F (x) = + C mà F ( ) 2 1 = 6
→C = − . Vậy F (x) 2 = − . Chọn B. 5 5 5 5 1 x +1
Câu 7: F (x) = f
∫ (x)dx = x
∫ (x + )1 dx = ∫(x + )1 d (x + ) ( )10 2 9 9 2 2 2 1 = + C. 2 20 Mà F ( ) 21 0 =
→C = 1. Vậy F (x) 1 = (x + )10 2 1 +1. Chọn B. 20 20
Câu 8: f (x) = x( − x)5 = −( − x − ) ( − x)5 = −( − x)6 + ( − x)5 3 3 3 . 3 3 3. 3 . 7 6 3 − x 3 − x Khi đó f
∫ (x)dx = −
∫ (3− x)6 + 3.(3− x)5 ( ) ( ) dx = − + C. Chọn C. 7 2 Câu 9: 2 2 2 ln x ln = ln +1 ⇔ = ln +1 ⇔ 2 = 2. x t x t x tdt dx ⇔ dx = tdt. x x ln x +1 2 t ( )3 2 3 Khi đó f
∫ (x)dx = t dt = + C = + C ∫ mà F ( ) 1 1 = ⇒ C = 0. 3 3 3 ( x+ )3 2 ln 1 Vậy F (x) = → F (e) 2 2 = . Chọn B. 3 3 Câu 10: Đặt 2 2 2
t = 8 − x ⇔ t = 8 − x ⇔ xdx = t − dt Khi đó f ∫ (x) t − 2 d x =
dt = − dt = t
− + C = − 8 − x + C ∫ t ∫ Mà F (2) = 0
→C = 2. Vậy F (x) 2
= x ⇔ 2 − 8 − x = x ⇔ x = 1− 3. Chọn D. Câu 11: Ta có ( 2 x + x −1)( 2 x − x −1) 1 2 = 1 ⇔ = x − x −1 2 x + x −1
Khi đó f (x) = x ( 2 x − x − ) 2 2
= x − x x − ⇒ f ∫ (x) 2 3 2 2 1 2 2 1 d x = x − ( 2 x − ) 2
1 x −1 + C. Chọn A. 3 3 Câu 12: Đặt 2 2 2 ln x ln
t = ln x +1 ⇔ t = ln x +1 ⇔ 2t t = 2. x d d x ⇔ d x = tdt. x x ln x +1 2 t ( )3 2 3 Khi đó f
∫ (x)dx = t dt = + C = + C ∫ mà F ( ) 1 1 = ⇒ C = 0. 3 3 3 ( x+ )3 2 ln 1 Vậy F (x) = → F (e) 2 2 = . Chọn C. 3 3 Câu 13: Đặt x 2 = + 3 x ⇔ = + 3 x t e t e
⇔ e d x = 2tdt Khi đó ∫ ( ) 2t f x d x =
dt = 2 dt = 2t + C = 2 x e + 3 + C ∫ t ∫ Mà F (0) = 3 3
→C = 3. Vậy ( ) = 2 x F x
e + 3 + 3. Chọn C. Câu 14: Đặt 2 2 2
t = 2 − x ⇔ t = 2 − x ⇔ tdt = −xdx 2 2 Khi đó ∫ ( ) x 2 − t f x d x = xdx = ∫ ∫ ( t
− )dt = ∫( 2t − 2)dt 2 2 − x t 3 t 1 =
− 2t + C = ( 2 − x )3 2 2
− 2 2 − x + C mà F (− ) 1 1 =
→C = 2. Vậy F ( ) 1 1 = .Chọn B. 3 3 3 3 Câu 15: Đặt 2
t = x − 2 ⇔ t = x − 2 ⇔ d x = 2tdt 2 Khi đó f ∫ (x) t + 2 d x = tdt = ∫ ∫( t + ) 2 2 .2 2
4 dt = t + 4t + C = ( 2 − x)3 2 3
+ 4 2 − x + C t 3 3 Mà F ( ) 2 3 =
→C = 4. Vậy F (x) = ( − x)3 2 2
+ 4 2 − x + 4. Chọn B. 3 3 Câu 16: Đặt 2
t = x ⇔ x = t ⇔ d x = 2tdt Khi đó f ∫ (x) 2t 2 d x = dt = 2 −
dt = 2t − 2ln t +1 + C = 2 x − 2ln x +1 + ∫ ∫ C. t +1 t +1
Mà F (0) = 2ln 2
→C = 2ln 2. Vậy F ( )
1 = 2 − 2ln 2 + 2ln 2 = 2. Chọn C. Câu 17: Đặt 2
t = 2x −1 ⇔ t = 2x −1 ⇔ d x = tdt Khi đó f ∫ (x) t 4 d x = dt = 1−
dt = t − 4ln t + 4 + C = 2x −1 − 4ln 2x −1 + 4 + ∫ ∫ C. t + 4 t + 4 Mà F ( ) 1 = 2 − 4ln 5
→C = 1. Vậy F (x) = 2x −1 +1− 4ln 2x −1 + 4 . Chọn B. Câu 18: Đặt 3 2 3 2 2 = +1 ⇔ = +1 t t x t x ⇔ x d x = dt 3 Khi đó f ∫ (x) 2t 2 2 2 3 dx = : tdt =
dt = t + C = x +1 + C. ∫ 3 ∫ 3 3 3 Mà F ( ) 2 0 =
→C = 0. Vậy F ( ) 2 2 1 = . Chọn C. 3 3
Câu 19: Ta có f ∫ (x) 1 2 1 2 2 1 2 dx =
cos dx = − . cos d = − sin + ∫ ∫ C. Chọn A. 2 x x 2 x x 2 x Câu 20: Đặt x x dt
t = e ⇔ dt = e dx ⇔ dx = . t x Khi đó ∫ ( ) dt 1 t 1 e f x dx = = + = + ∫ t (t + ) ln C ln C. 3 3 t + 3 3 x e + 3 Mà F ( ) 1 0 = −
→C = 0. Do đó 3 ( ) = ln x − ln ( x F x e e + 3). 3
Vậy 3 ( ) + ln( x + 3) = 2 ⇔ ln x F x e
e = 2 ⇔ x = 2. Chọn A.
Câu 21: Ta có x
∫ ( − x)2017 dx = −∫( − x − )( − x)2017 dx =
∫ ( − x)2018 −( − x)2017 1 1 1 1 1 1 d (1− x)
( − x)2019 ( − x)2018 1 1 a = 2019 = − + C →
. Vậy 2a − b = 2020. Chọn D. 2019 2018 b = 2018 2x x Câu 22: Ta có ∫ ( ) e e f x d x = d x = d ∫ ∫ ( xe ) x = e − ln ( x
e + + C Chọn A. x x )1 . e +1 e +1 Câu 23: Đặt 2
t = x ⇔ x = t ⇔ d x = 2tdt Khi đó f ∫ (x) 2t 2 d x = dt = 2 −
dt = 2t − 2ln t +1 + C = 2 x − 2ln x +1 + ∫ ∫ C. Chọn A. t +1 t +1 Câu 24: Đặt 2
t = x +1 ⇔ t = x +1 ⇔ d x = 2tdt 2 Khi đó f ∫ (x) t +1 d x = .2tdt = ∫ ∫( 2 2t + 2) 2 3
dt = t + 2t + C. Chọn B. t 3 Câu 25: Đặt 2 2
t = 1− x ⇔ t = 1− x ⇔ x = 1− t ⇔ d x = 2 − tdt 2 2 1− t −1 Khi đó f ∫ (x) ( ) d x = ∫
(− t)dt = − ∫( 2t − t + ) 2 . 2 2 2
4 1 dt = − (2x + )
1 1− x + C. Chọn C. t 3
Document Outline
- ITMTTL~1
- IIBITP~1
- IIILIG~1