Giải toán tích phân bằng nhiều cách – Nguyễn Thành Long Toán 12
Giải toán tích phân bằng nhiều cách – Nguyễn Thành Long 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:
Giáo viên: Nguyễn Thành Long
Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498
(MỘT PHƯƠNG PHÁP NHẰM PHÁT TRIỂN TƯ DUY CHO HỌC SINH) Gửi tặng: www.toanmath.com
Tải thêm tài liệu môn Toán THPT tại:
+ Trang web: www.toanmath.com
+ Fanpage: www.facebook.com/toanmath
+ Groups: https://www.facebook.com/groups/toanmath Bỉm sơn. 13.03.2011 1
Giáo viên: Nguyễn Thành Long
Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498
GIẢI TOÁN TÍCH PHÂN BẰNG NHIỀU CÁCH
(Một phương pháp nhằm phát triển tư duy)
I. TÍCH PHÂN HÀM HỮU TỶ
Bài tập giải mẫu: 3 3 x
Bài 1: Tính tích phân sau: I dx 2 x 1 0 Giải:
Cách 1: Phương pháp biến đối số Đặt x t dx 2 tan
1 tan t dt x 3 t Đổi cận 3 x 0 t 0 Khi đó 3 3 3 3 3
I tan tdt tan t 2 tan t 1 1 dt tan t 2
tan t 1dt tan tdt 0 0 0 0 3 3 d cos t 2 tan t 3
tan td tan t ln cos t 3 ln 2 cos t 2 2 0 0 0
Nhận xét: Đối với tích phân dạng I R 2 2
u, u a du, u u x thì ta có thể đặt u a tan t
Cách 2: Phương pháp tích phân từng phần 2 du 2xdx u x Đặt xdx ln 2 x 1 dv 2 v x 1 2 3 3 1 3 1 Khi đó 2 I x ln 2 x 1 x ln 2 x 1 dx 3ln 2 ln 2 x 1 d 2 x 1 2 0 2 0 0 J 3 Tính J ln 2 x 1 d 2 x 1 0 2 u 2 x d x 1 ln 1 du Đặt 2 dv d x 1 2 x 1 2 v x 1 2
Giáo viên: Nguyễn Thành Long
Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 3 1 3 3
Khi đó I 3ln 2 2 x 1 ln 2 x 1 d 2 x 1 ln 2 2 0 2 0
Chú ý: Sở dĩ ta sử dụng được phương pháp này là vì P x f x ' Q x
Khi tính tích phân hàm phân thức mà ta phân tích được về dạng I dx dx n thì Q x n Q x u
f x du Đặt ' Q x dv dx v n Q x
Cách 3: Kĩ thuật tách thành tích kết hợp phương pháp đổi biến số Nhận xét: Ta có 3 2
x x .x và x ' 2
1 2x từ đó ta định hướng giải như sau 3 3 3 2 x x x Phân tích I dx dx 2 2 x 1 x 1 0 0 2 x t 1 Đặt 2
t x 1 dt xdx 2 x 3 t 4 Đổi cận x 0 t 1 4 1 t 4 1 1 1 1 4 3 Khi đó I dt 1 dt
t ln t ln 2 2 t 2 t 2 1 2 1 1
Cách 4: Phân tích và đưa vào vi phân 2 x 1 1 1 x 1 1 1 2 2 3 3 3 I d x 1 d 2 x 1 1 d 2 x 1 2 2 2 2 x 1 2 x 1 2 x 1 0 0 0 d x 1 1 x 3 3 3 2 2 3 3 2 d x 1 ln 2 x 1 2 ln 2 2 2 x 1 2 0 0 2 0 0
Cách 5: Chia đa thức để tách thành tổng hai tích phân đơn giản hơn 3 2 3 d 2 3 3 3 x x x x 1 1 3 1 I dx x dx ln 3 3 2 x 1 ln 2 2 2 2 x 1 x 1 2 0 2 x 1 2 2 0 2 0 0 0
Nhận xét: Đây là tích phân hàm phân thức mà có bậc của tử lớn hơn bậc của mẫu chính vì thế ta chia đa thức
để tách thành tổng các tích phân là phương pháp tối ưu nhất
Cách 6: Phân tích tử thức chứa mẫu thức (thực chất là chia đa thức) Ta có 3 x x 2 x 1 x 3 2 3 d 2 3 3 3 x x x x 1 1 3 1 3 3 Khi đó I dx x dx ln 2 x 1 ln 2 2 2 2 x 1 x 1 2 0 2 x 1 2 2 0 2 0 0 0 3
Giáo viên: Nguyễn Thành Long
Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 3 3 3x 3x
Bài 2: Tính tích phân bất định: I dx dx 2 x 3x 2 x 1 x 2 Giải:
Cách 1: Phân tích tử thức chứa nghiệm của mẫu thức Phân tích 3 x x 2
x x 2 3 2
3 x 3x 2 7 x 1 1 Khi đó x 2
x 3x 2 3 2 3
x 3x 2 7 x x 1 1 3 I dx dx 2 2 x 3x 2 x 3x 2 2 7 1 x 1 x 3 dx
3x 7 ln x 2 dx x 2 x 1 x 2 2 x 1 x 2 2 2 x x
3x 7 ln x 2 ln x 2 ln x 1 C
3x 8 ln x 2 ln x 1 C 2 2
Cách 2: Kết hợp phân tích tử thức chứa nghiệm ở mẫu thức và kĩ thuật “nhảy tầng lầu” Phân tích 3 x x 2
x 3x 2 3 x 1 x 1 2x 3 x 2
x x x x x x 2 3 2 3 1 2 3 2 3
x 3x 2 3 x 1 x 2 9 x 1 2x 3 Khi đó x 2 3
x 3x 2 3 x 1
x 2 3 2x x 3 3 I dx dx 2 2 x 3x 2 x 3x 2 2 9 2x 3 x 2 x 3 dx dx
3x 9 ln x 2 ln x 3x 2 C 2 x 2 x 3x 2 2
Cách 3: Kết hợp phân tích tử thức chứa nghiệm ở mẫu thức và đồng nhất thức Phân tích 3 x x 2
x x 2 3 2
3 x 3x 2 7x 6 x x 2
x 3x 2 3 2 3
x 3x 2 7x 6 3 Khi đó I dx dx 2 2 x 3x 2 x 3x 2 2 7x 6 x
x 3 dx dx 3x I . 2 1 x 3x 2 2
Tính I bằng phương pháp đồng nhất thức…. 1
Cách 4: Chia đa thức để tách thành tổng hai tích phân đơn giản hơn 3 3x 9x 8 9x 8 I dx x 3 dx x 3 dx dx 2 2 2 x 3x 2
x 3x 2 x 3x 2 1 I
Tính I bằng phương pháp đồng nhất thức…. 1 3 3 x x
Bài 3: Tìm nguyên hàm sau: I dx dx 2 x 2x 1 x 2 1 Giải:
Cách 1: Phương pháp đổi biến số 4
Giáo viên: Nguyễn Thành Long
Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 du dx
Đặt u x 1 x u 1 u 3 3 2 2 1
u 3u 3u 1 3 1 u 1 Khi đó I du du u 3 du
3u 3ln u C 2 2 2 u u u u 2 u
với u x 1
Cách 2: Phân tích tử thức chứa nghiệm ở mẫu thức Phân tích 3 x x 2
x x 2 2 1
2 x 2x 1 3 x 1 1 x 2 x 2x 1 2 2 3 x 2x 1 3 x x 1 1 Khi đó I dx dx 2 2 x 2x 1 x 2x 1 2 3 1 x 1 x 2 dx
2x 3ln x 1 C x 1 x 2 1 2 x 1
Cách 3: Kết hợp phân tích tử thức chứa nghiệm ở mẫu thức và kĩ thuật nhảy tầng lầu 3 Phân tích 3 x x 2 x 2x 1 2 2 x 2x 1 1 2x 2 2 x 2 x 2x 1 2 2 3 3 x 2x 1 1 2x 2 x Khi đó 2 I dx dx 2 2 x 2x 1 x 2x 1 2 1 3 2x 2 x 3 2 x 2 dx dx
2x ln x 1
ln x 2x 1 C 2 x 1 2 x 2x 1 2 2
Cách 4: Kết hợp phân tích tử thức chứa nghiệm ở mẫu thức và đồng nhất thức Phân tích 3 x x 2
x x 2 2 1
2 x 2x 1 3x 2 x x 2 x 2x 1 2 2 3 x 2x 1 3x 2 Khi đó I dx dx 2 2 x 2x 1 x 2x 1 2 3x 2 x
x 2dx dx 2x I . 2 1 x 2x 1 2
Tính I1 bằng phương pháp đồng nhất thức
Cách 5: Chia đa thức để tách thành tổng các tích phân đơn giản 3 3 x x 3 1 I dx
dx x 2 dx 2 x 2x 1 x 2 1 x 1 x 2 1 2 x 1
2x 3ln x 1 C 2 x 1
Cách 6: Sử dụng phương pháp tích phân từng phần 3 2 u x du 3x dx Đặt dx 1 dv v x 2 1 x 1 Khi đó 5
Giáo viên: Nguyễn Thành Long
Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 3 2 3 2 x x x x 1 1 I 3 dx 3 dx x 1 x 1 x 1 x 1 3 3 2 x 1 x x 3 x 1 dx 3
x ln x 1 C x 1 x 1 x 1 2 2 x dx
Bài 4: Tìm nguyên hàm: I x39 1 Giải:
Cách 1: Sử dụng phương pháp đưa vào vi phân 2 2 Phân tích 2
x 1 x 1 1 x 21 x 1 x 1 x2 2 2(1 x) 1 1 2 1 1 x39 1 x39
1 x37 1 x38 1 x39 1 1 1 1 1 2 1 1 1 I dx 2 dx dx C x37 x38 x39
36 x36 37 x37 38 1 1 1 1 1 1 x38 Cách 2:
Đặt t 1 x x 1 t dx dt
1 t 2 dt 1 1 1 1 1 2 1 1 1 I dt 2 dt dt C 39 39 38 37 38 37 36 t t t t 38 t 37 t 36 t Nhận xét:
Cách 3: Sử dụng phương pháp tích phân từng phần 2 u x du 2xdx Đặt dx 1 dv v 1 x39 38 x 38 1 1 1 x Khi đó 2 I x dx
…. đến đây các bạn có thể tự làm rồi 38 x 38 1 19 x 38 1 3 x dx
Bài 5: Tìm nguyên hàm: I 10 (x 1) Giải:
Cách 1: Sử dụng phương pháp đưa vào vi phân 3 3 2
Sử dụng đồng nhất thức: 3
x x
1 1 x 1 3 x 1 3 x 1 1 3 x 1 3 3 1 10 7 8 9 10 (x 1) (x 1) (x 1) (x 1) (x 1) Khi đó dx dx dx dx I 3 3 7 8 9 10 (x 1) (x 1) (x 1) (x 1) 1 1 3 1 3 1 1 1 C 6 7 8 9 6 (x 1) 7 (x 1) 8 (x 1) 9 (x 1) 6
Giáo viên: Nguyễn Thành Long
Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498
Cách 2: Sử dụng phương pháp biến đổi số
Đặt t x 1 ta có: x t 1 nên dx dt t 3 3 2 1 dt
(t 3t 3t 1)dt 7 8 9 1 0 A t dt 3 t dt 3 t dt t dt 10 10 t t 1 1 3 1 3 1 1 1 C 6 7 8 9 6 (x 1) 7 (x 1) 8 (x 1) 9 (x 1)
Cách 3: Sử dụng phương pháp tích phân từng phần 3 2 u x du 3x dx Đặt dx 1 dv v x 10 1 9 x 9 1 Khi đó 2 1 1 x 3 I x dx... 9 x 9 1 3 x 9 1 1 I
đến đây rùi ta có thể tính I bằng phương pháp tích phân từng phần hoặc phân tích 1 2 x 2 x
1 1 x 1 x 1 1 Nhận xét :
- Đối với bài 3, bài 4 và mà ta sử dụng phương pháp đồng nhất thức thì giải hệ quả thật là nan giải phải không,
chính vì thể mà lựa chọn phương pháp nào mà hiệu quả và nhanh về đích nhất
Qua bài 3, bài 4 và bài 5 ta chú ý P x
- Đối với tích phân hàm phân thức có dạng I dx
thì đặt t x a là một phương pháp hiệu quả nhất
x an P x f x ' Q x
- Khi tính tích phân hàm phân thức mà ta phân tích được về dạng I dx dx n thì ta sử Q x n Q x
dụng phương pháp tích phân từng phần nhưng nên làm khi bậc của x a là n 1, 2 u
f x du Đặt: ' Q x dv dx v n Q x 3 3 dx dx
Bài 11: (ĐHDB – B 2004) Tính tích phân sau: I 3 x x x 2 1 x 0 0 HD:
Cách 1: Biến đổi số
Nhân cả tử và mẫu cho 2 x 3 3 3 dx dx xdx I 3 x x x 2 1 x 2 x 2 1 x 0 0 0 7
Giáo viên: Nguyễn Thành Long
Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 2 x t 1 Đặt 2
t 1 x dt xdx 2
Cách 3: Biến đổi số
Đặt x tan u … Bạn đọc tự giải
Cách 4: Đưa vào vi phân Phân tích tử 2 x 2 1 1 – x 3 3 dx x dx 1 d 2 3 3 1 x 3 1 3 6 Khi đó 2 I dx ln x ln x 1 ln 2 2 x 1 x x 2 1 x 0 2 0 2 0 0 0 0 2 dx
Bài 12: Tính tích phân sau: I 5 3 x x 1 Giải:
Cách 1: Sử dụng phương pháp phân tích Cách 1.1: Phân tích: 2 2
1 x 1 x 2 2 2 2 1 x 1 x 1 1 1 x 1 x 1 1 x 3 x 2 x 3 2 3 2 3 2 3 2 1 x (x 1) x x(x 1) x x(x 1) x x x 1 Khi đó 2 2 2 1 1 x 1 1 1 2 3 1 5 2 I dx dx dx ln x ln x 1 ln 2 ln 3 2 2 x x x 1 2 x 2 1 8 2 2 1 1 1
Cách 1.2: Phân tích: 4 4 4
x x x 2 x 2 1 1 1 1 x 4 x 2 1 x 2 4 4 1 1 1 x x x 2 x 1 x x 1 3 x 3 x 2 x 3 2 3 2 2 3 2 1 x (x 1) x (x 1) x 1 x x 1 x ... tự làm nhé
Cách 2: Kết hợp kĩ thuật tách thành tích và phương pháp biến đổi số 2 2 1 1 1 Phân tích I dx . dx 3 x 2 x 2 1 x x x 1 1 2 1 1 x 1 t Đặt t x 1 dx dt 2 t 1 x 2 t Đổi cận 2 x 1 t 1 8
Giáo viên: Nguyễn Thành Long
Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 1 1 2 1 3 2 t Khi đó t I t dt . dx ..
đến đây lại trở thành bài 1, các bạn tha hồ mà làm nhé 2 1 1 t 1 1 1 1 2 2 2 t t
Cách 3: Sử dụng kĩ thuật nhân trên tử và phương pháp đổi biển số 2 2 1 x I dx dx 3 x 2 x 4 1 x 2 x 1 1 1 dt Đặt 2
t x 1 xdx 2 x 2 t 5 Đổi cận x 1 t 2 5 5 dt 1 1 1 1 1 1 t 5 3 1 5 Khi đó I dt ln ln 2 ln t t 2 1 2 t 2 1 t 1 t 2 t 1 t 1 2 8 2 2 2 2
Hoặc các bạn có thể đặt u t 1 hoặc phân tích 1 t t
1 hoặc đồng nhất thức
Cách 4: Sử dụng kĩ thuật nhân trên tử và phương pháp đưa vào vi phân 2 2 2 1 x 1 1 I dx d 2x 1 3 2 4 2 4 2 x x 1 x x 1 2 x x 1 1 1 1 2 x 2 2 2 2 1 1 x 1 1 1 1 d x 1 d x 1 d x 1 4 2 2 2 2 2 2 4 2 x x 1 2 x 2 x x 1 1 1 1 2 2 1 1 dx . dx .. 3
ôi đến đây lại thành cách 1 rùi, lòng vòng quá, bỏ qua thui… x x 2 x 1 1 1
Cách 5: Sử dụng phương pháp đồng nhất thức 1 A B C Dx E
đến đây thì đồng nhất thức hai vế để giải hệ tìm I ,
A B, C, D, E tuy nhiên 3 x 2 x 3 2 2 1 x x x x 1
việc giải hệ là phức tạp chính vì thể trong trường hợp này ta nên làm theo cách 1, cách 2 và cách 3 là hiệu quả nhất
Cách 6: Đặt x u dx 2 tan tan
1 dt … bạn đọc tự làm 1 dx
Bài 14: Tính tích phân sau: I 3 x 1 0 Giải: Nhận xét: 3
x x 2 1
1 x x 1
Cách 1: Dựa vào nhận xét trên ta sử dụng đồng nhất thức: 2 x 2 x 2 1
1 x x 1 x 1 1 2 1 x x 1 Khi đó I dx
dx I I 3 2 1 2 x 1 x x 1 0 0 9
Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 d 3 1 x 1 1
Tính I bằng cách đặt 3
t x 1 hoặc I 1 1 3 3 x 1 0 1 1
Tính I phân tích x 1 2x 1
(kĩ thuật nhảy tầng lầu) 2 2 2 1 1 1 x 1 1 2x 1 1 dx Ta có I dx dx 2 2 2 2 x x 1 2 x x 1 2 0 0 0 1 3 x 2 4
Cách 2: Đồng nhất thức 1 A Bx C Xét 1 A 2
x x 1 Bx C x 1 3 2 x 1 x 1 x x 1
Đến đây ta có thể đồng nhất hệ số giải hệ tìm A, B, C hoặc cho một số giá trị riêng là 1 2 1
x 1 A
; x 0 C
; x 1 B …Bạn tự giải tiếp nhé 3 3 3 1
Kết quả ta được I ln 2 3 3 3
Cách 3: Đổi biến số kết hợp kĩ thuật “nhảy tầng lầu” 1 1 1 dx dx d x 1 I 3 x 1 x 1 2 x x 1 0 0 0 x 1 x 2 1 3 x 1 3
Đặt x 1 t dx dt x 0 t 1 Đổi cận x 1 t 2 2 2 dt 1 2
t 3t 3 2 t 3t 2 2 1 dt t 3 dt dt t 2
t 3t 3 3 t 2
t 3t 3 2 3 t t 3t 3 1 1 1 1 2 2 1 dt 1 d 2
t 3t 3 2 3 dt 2 3 t 2 t 3t 3 2 3 t 2 2 3 1 1 1 4 2 1 1 t 2t 3 2 1 ln 3 arctan ln 2 2 3 2 t 3t 3 3 1 3 3 3 4 3
3x 5x 7x 8
Bài 15: Tính tích phân bất định: I dx . x 250 Giải :
Cách 1: Biến đổi số x t 2
Đặt x 2 t dx dt
3x 5x 7x 8
3t 24 5t 23 4 3
7t 2 8 Khi đó I dx dt x 250 50 t
Cách 2: Đồng nhất tử thức chứa nghiệm của mẫu thức 10
Giáo viên: Nguyễn Thành Long
Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 4 3 2 Phân tích 4 3
3x 5x 7x 8 a x 2 b x 2 c x 2 d x 2 e … đồng nhất để tìm a, b, c, d, e …
Cách 3: Khai triển Taylor (tham khảo)
Đặt P x 4 3
3x 5x 7x 8 4
Áp dụng khai triển taylor ta có P 2 P 2 3 P 2 4 P 2
P x P 2 x 2 x 22 x 23 x 4 4 4 4 4 2 4 4 1! 2! 3! 4!
P x 66 149 x 2 48 x 22 29 x 23 3 x 24 4
66 149 x 2 48 x 22 29 x 23 3 x 24 I dx x 250
66 x 2 50 149 x 2 49 48 x 2 48 29 x 2 47 3 x 46 2 dx 66 149 48 29 3 C 49 x 249 48 x 248 47 x 247 46 x 246 45 x 45 2 1 5 2 2 x 1
Bài 16: (ĐHTN – 2001) Tính tích phân sau: I dx 4 2 x x 1 1 Giải: 1 5 1 5 1 1 5 1 1 1 2 2 2 2 2 2 x 1 x x Ta có dx dx dx 4 2 2 x x 1 1 2 1 1 1 1 x 1 2 x 1 x x 1 1
Đặt t x dt 1 dx . 2 x x x 1 t 0 Đổi cận 1 5 x t 1 2 1 dt Khi đó I . Đặt t u dt 2 tan
1 tan u du . 2 1 t 0 u 0 t 0 Đổi cận t 1 u 4 1 4 2 4 dt 1 tan u Khi đó I
du du u 4 . 2 2 1 t 1 tan u 4 0 0 0 0 Cách khác: 11
Giáo viên: Nguyễn Thành Long
Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 1 1
Ta có thể gộp hai lần đặt là x tan u 1 dx 2
1 tan u du … bạn đọc tự giải 2 x x 2 2 x 1
Bài 17: Tính tích phân: I dx 4 x 1 1 Giải:
Cách 1: Chia cả tử và mẫu cho 2
x 0 ta được 1 1 2 1 2 1 2 2 Biến đổi x x I dx dx 2 1 2 1 1 1 x 2 x 2 x x 1 1
Đặt u x du 1 dx 2 x x 5 2 du 1 u 2 5/ 2 1 (5 2 2)(2 2) Khi đó I ln ln 2 u 2 2 2 u 2 2 2 2 6 2 2 2 Cách 2: Phân tích 4 x 2 x 2 x 2 x x 2 1 1 2 2
1 x 2x
1 và sử dụng đồng nhất thức 2 x 1 Ax B Cx D
… đồng nhất hệ số tìm A, B, C và D nhưng cách này dài và rất phức tạp 4 2 2 x 1 x 2x 1 x 2x 1 nên không đưa ra Nhận xét:
- Qua các ví dụ trên ta thấy kĩ thuật chia thực sự rất hiệu quả trong việc chuyển tích phân ban đầu thành tích phân đơn giản hơn
- Thông thường để sử dụng kĩ thuật chia thì trên tử là một đa thức bậc hai P x 2
x 1 còn mẫu là một đa thức bậc 4: 4 3 2
Q x ax bx cx dx e sao cho hệ số a e 1 1 1 1 1
- Tích phân trên đưa về dạng I f x 1 dx
đặt t x dt 1 dx 2 2 x x x x
Tương tự ta có thể giải bài toán này 2 2 x 1
1. Tính tích phân sau I dx 4 x 1 1 1 1 2 1 2 1 2 2 x x 1 1 I dx dx
. Đặt u x du 1 dx 2 1 2 2 x x 1 1 1 x 2 x 2 x x
2. (ĐHQGHN – A 2001) Tính tích phân bất định sau: 12
Giáo viên: Nguyễn Thành Long
Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 2 2 x 1 1 x 5x 1 I dx ln C
2x 5x 1 2x 3x 2 1 8 x 3x 1 1 4
Bài 18: Tính tích phân sau: 3 I x 4 x 1 dx 0 Giải:
Cách 1: Sử dụng phương pháp biến đổi số dt Đặt 4 3 3
t x 1 dt 4x dx x dx 4 x 1 t 2 Đổi cận x 0 t 1 1 2 4 1 1 2 31 Khi đó 3 I x 4 x 4 5 1 dx t dt t . 4 20 1 20 0 1
Cách 2: Sử dụng phương pháp biến đổi số dt Đặt 4 3 t x x dx 4 x 1 t 1 Đổi cận x 0 t 0 1 1 5 1 4 1 1 t 1 31 Khi đó I
1 t dt 2 3 4
1 4t 6t 4t t 2 3 4 dt
t 2t 2t t 4 4 4 5 0 20 0 0
Cách 3: Sử dụng phương pháp biến đổi vi phân 4 4 x 1 1 1 1 31 3 4 4 4 5 4 1 1 I x x 1 dx x
1 d x 1 . 4 4 5 0 20 0 0
Cách 4: Sử dụng phương pháp phân tích 4 Phân tích 3 x 4 x 3 x 16 12 8 4
x x x x 19 15 11 7 3 1 4 6 4 1
x 4x 6x 4x x 1 1 20 16 12 8 4 4 x x x x x 1 31 Khi đó 3 I x 4 x 1 dx 19 15 11 7 3 x
4x 6x 4x x dx 20 4 2 2 4 0 20 0 0
Nhận xét: Mỗi cách giải có một đặc thù riêng nên lựa chọn cách nào là phù hợp hơn, tùy vào mỗi người, theo
tôi cách 1 và cách 3 là hiệu quả nhất 1 6 1
Bài 19: (ĐH KTQD – 1997) Tính tích phân sau: 5 I x 3
1 x dx 168 0 Giải: 1 1 6 6 Ta có 5 I x 3 1 x 3 dx x 3 1 x 2 x dx 0 0
Cách 1: Đổi biến số 13
Giáo viên: Nguyễn Thành Long
Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 dt 2 x dx Đặt 3
t 1 x 3 3 x 1 t x 1 t 0 Đổi cận x 0 t 1 0 1 1 7 8 1 1 1 1 t t 1 6 I t 1 t 6 dt
t 1 tdt 6 7
t t dt 3 3 3 3 7 8 168 1 0 0
Cách 2: Đưa vào biểu thức vi phân 1 1 1 1 I x
1 x 6 dx x 1
1 x 1 x 6 dx x
1 x 6 dx x 1 x 7 5 3 2 3 3 2 3 2 3 dx 0 0 0 0 6 7 1 1 1 x 1 1 1 x 1 1 3 3 3 3 7 8 3 3 1 1
1 x d 1 x 1 x d 1 x . . 3 3 7 0 3 8 0 168 0 0
Cách 3: Khai triển 6 3 1 x
thành tổng các đa thức x x 6 5 3 1
.. cách này không khó nhưng khai triển phức
tạp… chỉ tham khảo thôi
Chú ý: Nếu ta đặt 3
t x cũng ra nhưng sẽ dài và phức tạp, bạn đọc có thể tham khảo 2 2
Bài 20: Tính tích phân sau I x x 1 dx 0 Giải:
Cách 1: Sử dụng phương pháp phân tích 2
Ta có x x x 2 x x 3 2 1 2
1 x 2x x 2 4 3 2 x 2x x 2 34 Khi đó I 3 2
x 2x x dx 4 3 2 0 3 0
Cách 2: Sử dụng phương pháp đưa vào vi phân 2 2 3 2
Ta có x x 1 x 1 1 x 1 x 1 x 1 x 4 1 x 3 2 2 2 2 3 2 3 2 1 34
Khi đó I x
1 dx x
1 dx x
1 d x 1 x 1 d x 1 4 3 3 0 0 0 0
Cách 3: Đổi biến số x t 1
Đặt t x 1 dx dt x 2 t 3 Đổi cận x 0 t 1 3 3 4 3 t t 3 34
Khi đó I t 2 1 t dt 3 2
t t dt 4 3 1 3 1 1
Cách 3: Sử dụng phương pháp tích phân từng phần 14
Giáo viên: Nguyễn Thành Long
Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 2 du 2 x 1 dx u x 1 Đặt 2 x dv xdx v 2 2 2 2 4 3 2 x 2 x x 2 34
Khi đó I x 2 1
x x 1 dx 6 3
x x dx 6 2 0 4 3 0 3 0 0 0 9
Bài 21: Tính tích phân sau: 2 I x x 1 dx 1 Giải:
Cách 1: Biến đổi số
Đặt t x 1 dt dx x 1 t 0 Đổi cận x 0 t 1 Khi đó 0 1 1 1 I x x 9
1 dx t 2 2 9 1 t dt
2t 2t 9 1 t dt 11 10 9 t 2t t dt 1 0 0 0 12 11 10 t t t 1 1 2 1 1 2 12 11 10 0 12 11 10 660
Cách 2: Phương pháp phân tích 2 Phân tích 2
x x 1 2 x 1 1 Khi đó 0 0 0 I x x 9 1 dx x 2 1 2 x
1 1 x 9 1 dx x 11 1 2 x 10 1 x 9 2 1 dx 1 1 1 x 12 1 x 11 1 x 10 1 0 1 2 12 11 10 1 660 Hoặc phân tích 2
x theo x 1 như sau
x x 9 x x 9
x x
x 9 x 11 x 10 x 9 2 2 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 2 1 1 Nhận xét:
- Với bài toán này ta sử dụng phương pháp phân tích tức là khai triển x 9
1 hay phương pháp tích phân từng
phần như bài 20 thì cũng ra nhưng rất dài và phức tạp vì bậc của x 1 là lớn 1
Bài 22: Tính tích phân: 2 10 I
(1 3x)(1 2x 3x ) dx 0 Giải:
Cách 1: Đổi biến số dt Đặt 2
t 1 2x 3x dt (2 6x)dx dt 2(1 3x)dx (1 3x)dx 2 15
Giáo viên: Nguyễn Thành Long
Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 x 0 t 1 Đổi cận: . x 1 t 6 10 11 11 11 11 6 6 dt t t 6 6 1 6 10 I t dt 1 1 1 2 2 22 1 22 22 22
Cách 2: Đưa vào vi phân 1 1 10 10 ' 1 I 1 3x 2
1 2x 3x dx 2
1 2x 3x 2
1 2x 3x dx 0 2 0 10 1 2x 3 1 x 1 6 2 2 11 2 1 11
1 2x 3x d 1 2x 3x 1 2 22 0 22 0
Bài tập tự giải có hướng dẫn: 2 3 3x
Bài 1: (ĐHV – D 2000) Tính tích phân sau: I dx 2 x 2x 1 0
Đs: I 9 ln 3 8 2 2 x 1
Bài 2: Tính tích phân sau: I dx 2 x 3x 1 2 x x 1 1 HD:
Chia cả tử và mẫu cho 2 x ta được 1 2 1 2 x I dx 1 1 1 x 3 x 1 x x 1 1
Cách 1: Biến đổi số đặt t x dt 1 dx 2 x x
Cách 2: Biến đổi vi phân 1 1 d x 2 1 2 2 x x 1 1 1 2 I dx dx ln x 1 ln x 3 1 1 1 1 2 x x 1 1 1 x 3 x 1 x 3 x 1 x x x x 1 7 ln 2 10
Cách 3: Đồng nhất thức 1 5 x
Bài 3: Tính tích phân sau: I d . x 2 x 1 0 HD: Đồng nhất thức: 5 3 2 2
x x (x 1) x(x 1) x 16
Giáo viên: Nguyễn Thành Long
Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 1 1 x 1 1 1 1 1 3 4 2 2
I x x dx x x ln( x 1)] ln 2 . 2 x 1 4 2 2 2 4 0 0
Hoặc chia tử cho mẫu để tách thành tổng các tính phân đơn giản Hoặc đặt x tan t 1 x
Bài 4: (ĐHKT – 1994) Tính tích phân sau: I dx x3 0 1 2 HD: 1 x 1 1 1 1
Phân tích x 1 2x 1
ta được I 2 1 2x3
2 1 2x2 1 2x3 18
Hoặc đặt t 1 2x Hoặc tích phân từng phần 1 2 x 3 21 13
Bài 10: Tính tích phân: I dx ln 2 ln 3 x 4 2 x 3x 2 4 4 1 2 HD:
Cách 1: Nhân cả tử và mẫu cho x rồi đặt 2 t x
Cách 2: Phân tích mẫu x 4 2
x x x 2 x 2 3 2
1 x 2 và sử dụng đồng nhất thức 1 2x 5 1 5
Bài 5: Tính tích phân: I dx ln
2x 3x 2 2x 7x 12 2 4 0 HD: Phân tích 2
x x 2 x x
x x x x 2
x x 2 3 2 7 12 1 2 3 4 5 4
x 5x 6
Cách 1: Sử dụng đồng nhất thức khi mẫu số là 4 nghiệm đơn
Cách 2: Sử dụng đổi biến số đặt 2
t x 5x
Cách 3: Sử dụng phương pháp phân tích 1 2x 5 2x 5 2
x 5x 6 2
x 5x 4 2 1 2 x 2 3
Bài 6: Tính tích phân: I dx 4 3 2
x 2x 5x 4x 4 44 1 2 HD:
Phân tích x x x x
x x 2 4 3 2 2 2 5 4 4 2
Cách 1: Đồng nhất thức 2
Cách 2: Chia cả tử và mẫu cho 2
x và đặt t x
Hoặc đưa vào vi phân x 0 2 x dx
Bài 7: Tính tích phân sau: I x 3 2 1 1 HD:
Cách 1: Đặt x tan t
Cách 2: Sử dụng phương pháp tích phân từng phần 17
Giáo viên: Nguyễn Thành Long
Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 u x Đặt xdx dv x 3 2 1
Cách 3: Sử dụng phương pháp phân tích thành hai tích phân đơn gián Phân tích 2 x 2 x 1 1 0 2 0 0 x dx dx dx Khi đó I x 3 1 x 2 1 x 3 2 2 2 1 1 1 1
II. TÍCH PHÂN HÀM VÔ TỶ
Bài tập giải mẫu: 7 3 x 1
Bài 1: (ĐHGTVT – 1998) Tính tích phân: I dx 3 3x 1 0 Giải:
Cách 1: Biến đối số 3 u 1 x Đặt 3 u 3x 1 3 2 dx u du 7 x u 2 Đổi cận 3 u 1 x 0 3 u 1 2 1 2 5 1 1 1 u 2 46 Khi đó 3 2 I u du 3
u 2 udu 4 u 2u 2 du u u 3 3 3 5 1 15 1 1
Cách 2: Biến đối số u 1 x 3
Đặt u 3x 1 du dx 3 7 x u 8 Đổi cận 3 u 1 x 0 18
Giáo viên: Nguyễn Thành Long
Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 u 1 5 8 1 8 8 2 1 2 3 1 1 u 2 1 1 3u 8 46 Khi đó 3 3 3 3 I du du u 2u du 3u 1 1 3 9 9 9 5 1 15 1 3 1 3 1 u u
Cách 3: Đưa vào vi phân 1 2 Phân tích x 1 3x 1 3 3 Khi đó 7 1 2 7 7 7 7 3 3x 1 3 3 3 2 3 1 1 3x 1 2 dx 1 2 3 3 I dx dx 3x 3
1 d 3x 1 3x 3 1 d 3x 1 3 3 3 3x 1 3 3x 1 3 3x 1 9 9 0 0 0 0 0 7 7 5 2 1 1 46 3x 3 1 3 3x 3 1 3 15 3 15 0 0
Cách 4: Tính phân từng phần u x 1 du dx Đặt 2 1 1 dv dx v 3x 3 1 3 3x 1 2 Khi đó 7 7 2 7 2 3 1 1 3x 3 2 3 1 1 1 1 I x 1 3x 3 1
dx x 1 3x 3 1 3 3x 3
1 d 3x 1 ... bạn đọc tự giải 3 2 2 3x 1 2 6 0 0 0 1 3 x
Bài 2: Tính tích phân: I dx 0 2 1 x 1 HD:
C1: Đặt x tan t C2: Phân tích 3 x x 2 x 1 x 2 u x C3: Đặt x dv dx 2 x 1
C4: Đặt x t C5: Phân tích 3 2
x dx x xdx 2
x d 2 1 1 x 1 2 dx
Bài 3: (ĐHBKHN – 1995) Tính tích phân sau: I 2 2 x x 1 Giải:
Cách 1: Phương pháp biến đổi số 19
Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 1 sin tdt 1 Đặt x dx với t 0; hoặc x 2 cos t cos t 2 sin t 2 t x 3 Đổi cận x 2 t 4 sin t 3 3 3 2 sin cos t t 3 Khi đó I dt
dt dt t (vì t ; sin t 0 ) 2 sin t 12 4 3 1 cos t 4 4 4 2 4 cos t
Cách 2: Phương pháp biến đổi số
Nhân cả tử và mẫu cho x ta được 2 2 dx xdx I 2 2 2 2 x x 1 2 x x 1 2 2 x t 1 Đặt 2
x 1 t xdx tdt x 2 t 3 Đổi cận x 2 t 1 3 3 tdt dt 1 Khi đó I
. Đặt t tan u dt du 2 tan u 1 du 2 t 2 t 1 t 1 cos u 1 2 1 u t 3 3 Đổi cận t 1 u 4 4 2 4 tan u 1 4 Khi đó I
du du u 2 tan u 1 12 3 3 3
Cách 3: Phương pháp biến đổi số 2 x t 1 Đặt 2
x 1 t 1 … tương tự như cách 2 xdx dt 2
Cách 4: Phương pháp biến đổi số 1 1 dx Đặt x t dt 2 t x x 20
Giáo viên: Nguyễn Thành Long
Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 1 t x 2 2 Đổi cận x 2 1 t 2 1 1 2 2 dt dt Khi đó I
. Đặt t sin x dt cos xdx 2 2 1 1 t 1 1 t 2 2 4 4 cos u 4 Khi đó I
dx du u 2 4 6 12 1 sin u 6 6 6
Cách 5: Phân tích 2 x 2 1 1 x 2 2 2 2 dx x 1 x Khi đó I dx dx … bạn đọc tự giải 2 2 x 2 x x 1 2 2 x 1
I I 1 2 2 3 dx
Bài 3: (ĐH – A 2003) Tính tích phân: I 2 5 x x 4 Giải:
Cách 1: Phương pháp biến đổi số 2 2 x t 4 Đặt 2 t
x 4 xdx tdt x 2 3 t 4 Đổi cận t 3 x 5 4 4 4 dt 1 dt dt 1 t 2 4 1 5 Khi đó I ln ln 2 t 4 4 t 2 t 2 4 t 2 3 4 3 3 3 3
Cách 2: Phương pháp biến đổi số 1 1 Đặt x dx dt 2 t t 1/ 2 3 1/ 2 3 dt 1 d (2t) 1 1 / 2 3 1 5 Khi đó 2 I
ln 2t 4t 1 ln . 2 2 2 2 4 3 1/ 5 4t 1 1/ 5 (2t) 1 1 / 5
Cách 3: Phương pháp biến đổi số 2 Đặt x t dx 2 2 tan
2 1 tan t dt với 0 t và 2 x 4 . 2 cost 21
Giáo viên: Nguyễn Thành Long
Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 t x 2 3 3 Đổi cận: . x 5 5 tan 2 3 1 dt t 1 5 1 cos 1 Khi đó: I ln tan 3 ln (trong đó tan ) 2 sin t 2 4 3 2 1 cos 5 1
Bài 4: (ĐHDB – A 2003) Tính tích phân sau: 3 2 I x 1 x dx 0 Giải: 1 1 Phân tích 3 2 2 2 I x 1 x dx x 1 x .xdx 0 0
Cách 1: Phương pháp biến đổi số 2 2 x 1 t Đặt 2
t 1 x xdx tdt x 1 t 0 Đổi cận x 0 t 1 1 0 1 1 1 1 2 Khi đó 2 I t 2 1 t 2 dt t 2
1 t dt 2 4 t t 3 5 dt t t 3 5 15 1 0 0 0
Cách 2: Phương pháp biến đổi số 2 x 1 t Đặt 2
t 1 x dt xdx 2 x 1 t 0 Đổi cận x 0 t 1 1 0 1 1 1 1 1 3 3 3 1 1 1 1 2 2 2 Khi đó 2 I t 1 t 2 dt t 1 t 2 2 2 2 dt t t d t t t 2 2 2 2 3 3 15 1 0 0 0 dt Cách 3: Đặt 2 t x xdx … tự giải 2
Cách 4: Lượng giác hóa
Đặt x cos t dx sin tdt 2 2 Khi đó 2 3 2
I sin t cos tdt sin t 2
1 sin t costdt 0 0 Cách 4.1.
Đặt sin t u cos tdt du Khi đó 22
Giáo viên: Nguyễn Thành Long
Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 1 3 5 u u 2 2
I u (1 u )du 2 4
u u du 3 5 0 Cách 4.2. 2 2 3 5 sin t sin t 2 2 I sin t 2
1 sin t d sin t 2 4
sin t sin t d sin t 2 . 3 5 15 0 0 0 Cách 4.3. 2 2 2 2 1 1 1 cos 4t 1 1 2 I
sin 2t costdt cos tdt cos tdt cos 4t costdt …. 4 4 2 8 8 0 0 0 0
Cách 5: Phương pháp đưa vào biểu thức vi phân 1 1 1 1 2 2 I x 1 x d 2 1 x 2 1 x 2 1 1 x d 2 1 x 2 2 0 0 ….bạn đọc tự giải 1 3 1 1 1 2
1 x d 2 1 x 2 1 x d 2 2 1 x 2 2 0 0
Cách 6: Phương pháp tích phân từng phần 2 du 2xdx u x Đặt 2 1
dv x x 1 v 2 2 x 3 1 3 2 1 2 1 2 1 1 2 1 Khi đó 2 I x . 2 x 1 x 2 x 1 dx 2 x 1 d 2 3 3 3 x
1 ... bạn đọc giải tiếp 3 0 3 3 0 0 2 x
Bài 5: (ĐH – A 2004) Tính tích phân: I dx 1 x 1 1 Giải: Cách 1: Đặt 2 2 t
x 1 t x 1 x t 1 dx 2tdt x 2 t 1 Đổi cận x 1 t 0 Khi đó 1 2 1 3 1 t 1 t t 2 2 I 2tdt 2 dt 2
t t 2 dt 1 t t 1 t 1 0 0 0 1 3 2 t t 1 1 11 2
2t 2 ln t 1 2 2 2 ln 2 4 ln 2 3 2 3 2 3 0
dx 2 t 1 dt
Cách 2: t 1 x 1
x t 2 1 1 23
Giáo viên: Nguyễn Thành Long
Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 x 2 t 2 Đổi cận x 1 t 1 t 1 t 2 2 2 1 1 3 2 2
t 3t 4t 1 1 Khi đó 2 I 2 .dt 2 .dt 2
t 3t 4 .dt t t t 1 1 1 3 2 t t 2 5 2 3
4t ln | t | 2 ln 2 3 2 1 3 b p(x) Tổng quát: dx
với p x là một đa thức chứa x, m, n, c là các hằng số ta đặt t ax b c hoặc
ax b c a t ax b 3 8 3x
Bài 6: Tính tích phân sau: I dx 2 4 x 2 Giải:
Cách 1: Dựa vào đạo hàm 8 3x
Đặt f x
. Ta biến đổi f x về dạng 2 4 x 8 3x 1 f x 4 x x
4 x 4 x ' ' x 2 4 x 2 4 x ' '
Xét hàm số F x x 4 x vì '
F x x
4 x 4 x x f x
Vậy F x x 4 x C là một họ nguyên hàm của hàm số đã cho 3 8 3x 3 3 Khi đó I
dx F x x 4 x 3 2 4 x 2 2 2
Cách 2: Sử dụng phương pháp đổi biến số 2 x 4 t Đặt t
4 x dx 2 tdt x 3 t 1 Đổi cận x 2 t 2 8 3 2 1 4 t 2 2 Khi đó I tdt 2
3t 4 dt 3 t 4t 3 t 1 2 1
Cách 3: Sử dụng phương pháp đổi biến số
Đặt t 4 x …bạn đọc tự giải
Cách 4: Sử dụng phương pháp tích phân từng phần u 8 3x du 3dx Đặt dx dv v 2 4 x 4 x 24
Giáo viên: Nguyễn Thành Long
Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 3 3 Khi đó I 2
8 3x 4 x 6 4 xdx . ...3 2 2 x2dx x2dx
Bài 7: Tính tích phân sau: I . ( x x2 ) x x2 [ (x 2 ) ] (x 2 4 2 2 2 3 1 3 1) Giải: Cách 1:
dx 3 sin tdt Đặt x 1 3 cos t 2 2
x 3cos t 2 3 cos t 1 3 sint(3 2
cos t 2 3 cost 1)dt 2 3 cost 2 Khi đó I = 1 ( )dt . 2 3
( 3cos t) 3 sint 3 3 2 cos t 3 3 2 cos t Cách 2: dx 2 ( x 4 d ) x I = I I 1 2 2 2x x2 3 [ (x 1 2 ) ] 3 (x 1 2 ) (2x ) 4 dx 2tdt dt Tính I 2 J J 2 1 2 [3 (x ) 1 2 ] 3 (x ) 1 2 (3 2 t ) 3 2 t (3 2 t ) 3 2 t
Tính J bằng cách đặt 2
3 t u , tính J bằng cách đặt 2
3 t u 3 t 1 2
Bài tập tự giải có hướng dẫn: 7 1
Bài 1: (ĐHĐN- 1997) Tính tích phân: I
dx 2 4 ln 2 2 ln 3 2 x 1 2
HD: Sử dụng phương pháp biến đổi số Đặt t
2 x 1 Hoặc t 2 x 2 x 1 1
Bài 2: (ĐHSP QN – 1999) Tính tích phân: I 3 28 3 4 3 3x 2 10 0 7 x 2 231
Bài 13: (DBĐH 2 – A 2005) Tính tích phân: I 3 x 1 10 0 3 x 12
Bài 14: (DBĐH 1 – A 2008) Tính tích phân: I dx 3 2x 2 5 1 2 4 2x 1
Bài 15: (DBĐH 1 – A 2007) Tính tích phân: I dx 2 ln 2 1 2x 1 0 3 x 3
Bài 16: (CĐXD – 2005) Tính tích phân: I dx 3 x 1 x 3 1 25
Giáo viên: Nguyễn Thành Long
Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498
III. TÍCH PHÂN HÀM SỐ MŨ VÀ LOGARIT
Bài tập giải mẫu: e 3 2 ln . x 2 ln x
Bài 1: (PVBCTT – 1999) Tính tích phân sau: I dx x 1 Giải:
Cách 1: Phương pháp biến đổi số
Đặt ln x u
Cách 2: Phương pháp biến đổi số 3 ln x Đặt 3 2 3 2 2
2 ln x t t 2 ln x t dt dx 2 x 3 x e t 3 Đổi cận 3 x 1 t 2 3 3 3 3 4 3 3 3 3 t 3 3 Khi đó 2 3 I t.t dt t dt . 3 3 3 3 2 2 3 2 2 2 4 8 3 3 2 2 2
Cách 3: Phương pháp biến đổi số dt ln x Đặt 2
2 ln x t dx 2 x x e t 3 Đổi cận x 1 t 2 3 1 4 1 1 3 2 3 Khi đó 3 3 I t dt . t 3 3 3 3 2 2 2 2 4 1 8 2
Cách 4: Phương pháp đưa vào biểu thức vi phân e 1 e 1 1 I
2 ln x 2 ln x' 1 2 2 dx 2
2 ln x d 2 3 3 2 ln x 2 2 1 1 4 1 3 e . 3 2
2 ln x3 3 3 3 3 2 2 2 4 1 8 e 1 3ln x.ln x
Bài 2: (ĐH – B 2004 ) Tính tích phân sau: I dx x 1 Giải:
Cách 1: Phương pháp biến đổi số 2 t 1 ln x Đặt 3
t 1 3ln x dx 2 tdt x 3 26
Giáo viên: Nguyễn Thành Long
Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 x e t 2 Đổi cận x 1 t 1 2 2 2 5 3 2 t 1 2 2 t t 2 116 Khi đó 2 4 2 I t dt (t t )dt 3 3 9 9 5 3 1 135 1 1
Cách 2: Phương pháp biến đổi số t 1 ln x 3
Đặt t 1 3ln x dx dt x 3 x e t 4 Đổi cận ... tương tự cách 1 x 1 t 1
Cách 3: Phương pháp đưa vào biểu thức vi phân e 1 3ln x.ln x 1 e 1 e I dx
1 3ln x.ln xd 1 3ln x 1 3ln x
1 3ln x 1d 1 3ln x x 3 9 1 1 1 e 3 e 1 1 1
1 3ln x2 d 1 3ln x
1 3ln x2 d 1 3ln x 9 9 1 1 5 3 1 2 2 e 116
1 3ln x2 1 3ln x2 9 5 3 1 135 dx
Cách 4: t ln x dt x 1 Khi đó I 1 3t .tdt...
đến đây rùi ta có thể làm bằng nhiều cách như biến đổi số đặt u 1 3t hoặc 0 1 1
u 1 3t hoặc đưa vào vi phân bằng cách phân tích t 1 3t 3 3 e 1 ln x
Bài 3: Tính tích phân sau: I dx x 1 Giải:
Cách 1: Phương pháp biến đổi số dx Đặt 2
t 1 ln x t 1 ln x 2tdt x x 1 t 1 Đổi cận x e t 2 e 2 2 3 2 2 2 1 1 ln x t 2 2 Khi đó I dx t.2tdt 2 t dt 2 . x 3 1 3 1 1 1
Cách 2: Phương pháp đưa vào biểu thức vi phân 27
Giáo viên: Nguyễn Thành Long
Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 e e 2 2 2 1 1 ln x 2 3 e Biến đổi I dx
1 ln xd 1 ln x 1 ln x . x 3 1 3 1 1
Cách 3: Phương pháp biến đổi số
Đặt t 1 ln x hoặc t ln x e ln x
Bài 4: (ĐH – B 2010) Tính tích phân sau: I dx
x 2 ln x2 1 Giải:
Cách 1: Phương pháp biến đổi số dx
Đặt t ln x dt x x e t 1 Đổi cận x 1 t 0 1 1 1 udu 1 2 d 2 u
1 d 2 u 2 1 3 1 Khi đó I d u 2 ln 2 u ln 2 u2 2 u 2 u2 2 u 2 u2 2 u 0 2 3 0 0 0 0
Cách 2: Phương pháp biến đổi số
ln x t 2
Đặt t 2 ln x dx dt x 3 t 2 3 1 2 2 3 3 1 Khi đó I dt dt ln t ln 2 2 t t t t 2 2 3 2 2
Cách 3: Phương pháp đưa vào biểu thức vi phân e ln e x ln 2 ln e 2 ln 2 e 2 ln e xd x x d x
d 2 ln x I dx d 2 ln x 2 2 2 2
x 2 ln x 2 ln x 2 ln x 2 ln x 2 ln x2 1 1 1 1 1 2 e 3 1
ln 2 ln x ln 2 ln x 1 2 3
Cách 4: Phương pháp tích phân từng phần 1 u ln x du x Đặt 1 dv dx 1
x 2 ln x2 x 2 ln x e 3 1 e 1 1
d 2 ln x 1 e 1 3 Khi đó I ln . x dx
ln 2 ln x ln 2 ln x 1 x 2 ln x 3 2 ln x 3 1 3 2 1 1 e 1
Bài 4: Tính tích phân sau: I dx x 1 ln x 1 Giải:
Cách 1: Phương pháp biến đổi số 28
Giáo viên: Nguyễn Thành Long
Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 dx
Đặt t 1 ln x dt x x 1 t 1 Đổi cận x e t 2 e 2 1 dt 2 Khi đó I dx ln t ln 2. x 1 ln x t 1 1 1
Cách 2: Phương pháp đưa vào biểu thức vi phân e 1
e d 1 ln x e Biến đổi I dx ln 1 ln x ln 2 x 1 ln x 1 ln x 1 1 1
Cách 3: Phương pháp biến đổi số
Đặt: t ln x e sin ln x
Bài 5: Tính tích phân sau: I dx x 1 Giải: Cách 1: dx
Đặt t ln x dt x x 1 t 0 Đổi cận x e t 1 1 1
Khi đó I sin tdt cos t
cos1 cos 0 1 cos1 0 0
Cách 2: Phương pháp đưa vào biểu thức vi phân e sin ln e x e Biến đổi I
dx sin ln xd ln x cosln x 1 cos1 x 1 1 1 2 e dx
Bài 6: Tính tích phân sau: I 5 x ln x e Giải:
Cách 1: Phương pháp biến đổi số dx
Đặt t ln x dt x x e t 1 Đổi cận 2 x e t 2 2 e 2 dx dt 1 2 15 Khi đó I . 5 5 4 x ln x t 4t 1 64 e 1
Cách 2: Phương pháp đưa vào biểu thức vi phân 2 2 e e 2 dx 1 e 15 Biến đổi 5 I ln
xd ln x 5 4 x ln x 4 ln x e 64 e e 29
Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 2 ln x ln 2 1
Bài 7: Tính tích phân sau: I dx 2 x 2 2 1 Giải:
Cách 1: Đổi biến và sử dụng tích phân từng phần dx Đặt t ln t
x e x dt x x 2 t ln 2 Đổi cận x 1 t 0 ln 2 ln 2 t Khi đó t I dt e tdt t e 0 0 u t du dt Đặt t t dv e dt v e ln 2 ln 2 t t ln 2 ln 2 t ln 2 1 Khi đó I t e e dt e 0 2 0 2 2 0
Cách 2: Tích phân từng phần 1 1 u du 2 x x Đặt: 2 ln x ln x dv dx v x 2 2 2 1 ln x 1 ln x Khi đó I . dx 2 x x 2 x
Cách 3: Tích phân từng phần dx u ln x du x Đặt dx dv 1 2 v x x 1 2 2 2 1 dx 1 ln 2 1 Khi đó 2 I ln x . ln 2 x dx 1 1 x 1 x x 2 2 2 1 x e
Bài 8: Tính tích phân sau I dx x x e e 0 Giải:
Cách 1: Sử dụng tích phân liên kết 1 x e
Liên kết của I là J dx x x e e 0 Ta có 1 x 1 x 1 e e I J dx dx dx 1 x x x x e e e e 0 0 0 30
Giáo viên: Nguyễn Thành Long
Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 1 1 d x x x x e e e e 2 1 e I J dx ln x x e e ln e e x x x x 1 1 ln 2 ln e e e e 0 2e 0 0 2 2 2 e 1 1 e 1 1 e 1
Cộng lại ta được 2I 1 ln I 1 ln ln 2e 2 2e 2 2
Cách 2: Sử dụng phương pháp biến đổi số Đặt x x
t e dt e x 1 t e Đổi cận x 0 t 1 e e e d dt t 2t 2 1 1 1 e 1 e 1 Khi đó I dt ln 2t 1 ln 2 2 1 t 1 2 t 1 2 1 2 2 1 1 1 t t
Cách 3: Phương pháp biến đổi số e x e x e e . x e I dx dx 2 1 x x e 1 1 1 e x e dt Đặt x e tan x t e dx 2 tan 1 dt 2 cos t e tan x 1 Khi đó I 2
tan 1 dt tan xdx ln cos x ln 2 ln cos ) 2 (với arctan e tan 1 2 1 4 4 ln 5 2 x e
Bài 9: (ĐH DB – B 2003) Tính tích phân sau: I dx x ln 2 e 1 Giải:
Cách 1: Tách thành tích để sử dụng phương pháp biến đổi số x 2 e t 1 Đặt x
e 1 t x e dx 2tdt x ln 5 t 2 Đổi cận x ln 2 t 1 2 2 t 2 1 tdt 2 2 2 20 Khi đó I 2 2 2 t 3 1 dt t 2t t 3 1 1 3 1 1
Cách 2: Tách thành tích để sử dụng phương pháp biến đổi số x e t 1 Đặt x
e 1 t x e dx tdt x ln 5 t 4 Đổi cận x ln 2 t 1 31
Giáo viên: Nguyễn Thành Long
Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 4 t 4 1 4 3 1 5 3 1 tdt 2 4 2 4 20 Khi đó I t 2 2 2 2 2
1 t dt t t d t t t 1 5 1 3 1 3 1 1 1 2 t
Cách 3: Sử dụng phương pháp tích phân từng phần ln 5 2 x ln 5 x e e . x e Phân tích I dx dx x x ln 2 e 1 ln 2 e 1 x u e x du e dx Đặt x e dv dx v 2 x e 1 x e 1 Khi đó ln 5 ln 5 ln 5 ln 5 x x x x x I e e e e dx
e d x e 4 x e x 20 .2 1 2 1. 16 2 1 1 16 1 e 1 ln 2 3 3 ln 2 ln 2 ln 2
Hoặc có thế tính nhanh như sau ln 5 ln 5 2 x x 1 ln 5 2 x x 1 2 x x I e d e e e e e 1dx ln 2 ln 2 ln 2 ln 5 ln 5 x
e d x e 4 x e x 20 =16 2 1 1 16 1 e 1 3 3 ln 2 ln 2
Cách 4: Đưa vào biểu thức vi phân ln 5 2 ln 5 ln 5 e e e x x x x 1 ln 5 1 I dx d e x 1 1 dx e 1 d x e 1 x x x x ln 2 e 1 ln 2 e 1 ln 2 e 1 ln 2 e 1 ln 5 3 1 2 x e x 20 2 1 2 e 2 1 3 3 ln 2 3 dx
Bài 10: (ĐH – D 2009) Tính tích phân sau: I x e 1 1 Giải:
Cách 1: Sử dụng phương pháp đồng nhất thức 1 x 1 x e e Khi đó 3 3 x 3 3 x 1 d e e 1 3 3 I dx 1
dx dx x ln x e 1 x e 1 x e 1 x e 1 1 1 1 1 1 1 3 e 1 2 ln 2 ln 2 e e 1 e 1
Cách 2: Sử dụng phương pháp biến đổi số dt Đặt x t e 1 x
dt e dx t 1 dx dx t 1 32
Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 3 x 3 t e 1 Đổi cận x 1 t e 1 3 e 1 dt Khi đó I
…Bạn đọc tự giải tiếp t 1 t e 1
Chú ý: Có thể đặt x t e
Cách 3: Dựa vào đạo hàm 1
Đặt f x ta có x e 1 x e 1 x x x e e 1 1 e ' ' ' ' 1 x
x' ln x e
1 x ln x e x x x x 1 e 1 e 1 e 1 e 1
ln x F x x e 1 3 dx 3 3 Khi đó I
F x x ln x e e e x 1 2 ln 2 1 e 1 1 1 1 1 2 x 2
x e 2x . x e
Bài 11: (ĐH – A 2010) Tính tích phân sau: I dx 1 2. x e 0 Giải: 2 2 2 x x 1 2 x x x 2 . e x e x e x e e 2 x 1 2. x e 1 2. x e 1 2. x e Khi đó 1 2 x 2 x 1 x 1 1
x e 2x . x e e e 2 2 I dx x dx x dx dx 1 2 x e 1 2 x e 1 2 x e 0 0 0 0 I1
Tính I bằng các cách như sau đặt 1 2 x t e hoặc x
t e hoặc 1 1 x
1 d 1 2e 1 1 e x 1 1 2 I ln 1 2e ln 1 x 2 1 2e 2 0 2 3 0 1 1 1 2e Vậy I ln 3 2 3 3
Bài 12: (ĐHK D-2004) Tính tích phân sau: I ln 2
x x dx 2 Giải: 2 1 2 x
u ln( x x) du dx Đặt: x 2 x dv dx v x 33
Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 3 2x 1
I = xln(x2-x) 3 3
dx 3ln 6 2 ln 2 (2x ln( )
1 ) = ln216 – ln4 – 2 – ln2 = ln27 – 2. 2 2 x x 1 2 3 3 3 3 Hoặc I ln 2
x x dx ln x x
1 dx ln xdx ln x
1 dx I I 1 2 2 2 2 2
Áp dụng TPTP là xong ln 3 x e dx
Bài 10: (ĐHDB – 2002) Tính tích phân sau: I x e 3 0 1 Giải:
Cách 1: Phương pháp đưa vào biểu thức vi phân d x e ln 3 ln 3 ln 3 3 1 1 Ta có I x e 2 1 d x e 1 2 x e 2 1 2 1 x e 3 0 0 0 1
Cách 2: Phương pháp biến đổi số tdt x x x 2 Đặt 2 t
e 1 t e 1 2tdt e dx dx x e 2 2 tdt 1 I 2 2. 2 1 3 2 t t 2 Hoặc đặt x t e 1
Bài tập tự giải có hướng dẫn: e 2 ln x 76
Bài 1: (ĐHDB – D 2005) Tính tích phân sau I dx x ln x 1 15 1 HD: e 2 e 2 ln x ln x Đặt t
ln x 1 hoặc t ln x hoặc biến đổi vi phân I dx d ln x x ln x 1 ln x 1 1 1
hoặc tích phân từng phần ln 2 2 x e
Bài 2: (ĐHBK – 2000) Tính tích phân sau: I dx x 0 e 1 2 2 Đs: I 3 e ln x
Bài 3: (ĐHHH – 98) Tính tích phân: I = dx x. 1 ln x 1
HD: Đặt t = 1 ln x 4 2 2 Đs: I . 3 34
Giáo viên: Nguyễn Thành Long
Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 3 2 x Bài 4: x 1 2 I e
dx e e 2 0 x 1 HD: dt x Đặt 2 t x 1 dx 2 2 x 1 Tổng quát: f x I e
g x dx mà ' f x
kg x; k R
đặt t f x
IV. TÍCH PHÂN HÀM LƯỢNG GIÁC
Bài tập giải mẫu: 4
Bài 1: Tính tích phân sau: 2 I cos . x cos 2xdx 0 Giải:
Cách 1: Tích phân từng phần
du 2 cos x sin xdx sin 2xdx 2 u cos x Đặt 1 dv cos 2xdx v sin 2x 2 Khi đó 4 4 1 1 1 1 cos 4x 4 4 1 1 2 2 I cos . x sin 2x 4 sin 2xdx dx dx cos 4 xdx 2 2 2 2 4 4 0 0 0 0 0 1 1 1 x sin 4x 4 4 4 16 16 0
Cách 2: Sử dụng tích phân liên kết 4
Liên kết với I là 2 J sin . x cos 2xdx 0 4 4 sin 2 x 1
Ta có I J 2 2
cos x sin x.cos 2xdx cos 2xdx 4 1 2 2 0 0 0 4 4 4
I J 1 cos 4 x x sin 4 x 2 2
cos x sin x 2
.cos 2xdx cos 2xdx dx 4 2 2 2 8 8 0 0 0 0 1
Cộng (1) và (2) theo từng vế ta được I 4 16 35
Giáo viên: Nguyễn Thành Long
Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498
Cách 3: Sử dụng phương pháp phân tích 4 4 4 4 1 cos 2x 1 I .cos 2xdx 1 1 2
cos 2 x cos 2 x dx cos 2 xdx
1 cos 4x dx 2 2 2 4 0 0 0 0 1 1 1 1 sin 2x x sin 4x 4 4 4 4 16 16 0 2 4 sin x
Bài 2: (ĐHTM – 2000) Tính tích phân sau: I dx
sin x cos x3 0 Giải:
Cách 1: Sử dụng đồng nhất thức 4 sin x
2 sin x cos x cos x sin x 2
2 cos x sin x
sin x cos x3
sin x cos x3
sin x cos x2
sin x cos x3 2 2 2 4 sin x 2
2cos x sin x I dx dx dx
sin x cos x3
sin x cos x2
sin x cos x3 0 0 0 1 I
Tính I bằng cách biến đổi x x2 2 sin cos 2 cos x
hoặc bằng cách đặt t tan x 1 4
Cách 2: Sử dụng tích phân liên kết 2 4 cos x Xét J dx .
sin x cos x3 0
Khi đó I J 4 và J I 0 nên I 2
Cách 3: Đổi biến số theo cận 2 1 4 sin x Phân tích I dx 2 2 3 0 cos x 4 Đặt x
t dx dt 4 t x 4 Đổi cận 2 x 0 t 4 Khi đó 36
Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 4 sin x 4 4 4 1 4 sin t cos t d cos t 4 dt 1 4 I dt dt tan t 2 3 3 3 2 2 2 2 cos t cos t cos t cos t 2 cos t 4 4 4 4 4
Cách 4: Đổi biến số theo cận Đặt x
t dx dt 2 x 0 t Đổi cận 2 x t 0 2 4 sin t 0 2 2 2 4 cos t 4 cos x Khi đó I dt dt dx 3
cost sin t3
cos x sin x3 0 0 sin t cos t 2 2 2 2 2 2 2 4 sin x 4 cos x 4 4
I I 2I dx dx dx dx
sin x cos x3
sin x cos x3
sin x cos x2 2 0 0 0 0 2 cos x 4 2 tan x
2 4 I 2 4 0 Cách 5: sin x sin x 1 Ta có
sin x cos x3
sin x 1 cot x3
sin x 1 cot x3 3 2 2 2 4 sin x 1 Khi đó I dx 4 dx
sin x cos x3
sin x 1 cot x3 2 0 0
Đặt t cot x … bạn đọc tự giải Cách 6: Ta có sin x sin x tan x
sin x cos x3
cos x tan x 3 1
cos x tan x 3 3 2 1 2 2 sin x tan x Khi đó I dx
sin x cos x3
cos x tan x 3 2 0 0 1
Đặt t tan x … bạn đọc tự giải Cách 7:
t tan x … bạn đọc tự giải 37
Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 3
Bài 3: Tính tích phân sau: 3 I tan xdx 4 Giải:
Cách 1: Sử dụng phương pháp phân tích kết hợp với phương pháp đưa vào vi phân 1 1 Phân tích 3 2 tan x tan .
x tan x tan x 1 tan x tan x 2 2 cos x cos x Khi đó 3 3 3 3 1 1 3
I tan xdx tan . x tan x dx tan xd tan x d cos x 2 cos x cos x 4 4 4 4 2 tan x 3 1 ln cos x 1 ln 2 2 2 4
Cách 2: Sử dụng phương pháp phân tích kết hợp với phương pháp đưa vào vi phân 1 Phân tích 3 tan x 3
tan x tan x tan x tan . x
tan x … trở lại cách 1 2 cos x
Cách 3: Phương pháp đổi biến số dt
t tan x dt 2
1 tan x dx 2
1 t dt dx 2 t 1 x 3 t 3 Đổi cận t 1 x 4 Khi đó 3 3 2 d t 1 t t 1 2t t 3 1 3 2 3 3 3 3 3
I tan xdx dt t dt tdt dt 2 2 2 2 t 1 t 1 2 t 1 2 1 2 t 1 1 1 1 1 1 4 1 1 ln 3 1 1 1 2 t 1 ln 2 1 ln 2. 2 2 1 2 2 2
Cách 4: Phương pháp đổi biến số 2 3 3
1 cos x sin x 3
Ta có I tan xdx dx 3 cos x 4 4
Đặt t cos x dt sin xdx 38
Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 1 x t 3 2 Đổi cận 2 x t 4 2 Khi đó 1 2 1 2 2 1 t 2 1 1 1 2 1 I dt dt ln t 1 ln 2 3 3 2 t t t 2t 2 2 1 2 2 2 2
Cách 5: Phương pháp đưa vào biểu thức vi phân 3 3 2 3 2 3 3
(1 cos x) sin xdx
(cos x 1)d(cos x) d(cos x) 3 3
I tan xdx
cos xd cos x 3 3 cos x cos x cos x 4 4 4 4 4 3 1 3 1 ln | cosx | 1 ln 2 . 2 2 cos x 2 4 4 2
Bài 4: Tính tích phân sau: 3 I sin xdx 0 Giải:
Cách 1: Sử dụng phương pháp phân tích
Cách 1.1: Sử dụng công thức hạ bậc và công thức biến đổi tổng thành tích 1 cos 2x sin x cos 2 . x sin x Ta có 3 2 sin x sin . x sin x .sin x
… bạn đọc tự giải tiếp 2 2 2
Cách 1.2: Sử dụng công thức nhân 3
3sin x sin 3x 3 3
sin 3x 3sin x 4 sin x sin x 4 Khi đó 2 2 2 2 1 3 1 3 1 2 3
I sin xdx
3sin x sin 3x dx sin xdx
sin 3xd 3x cos x cos 3x 2 4 4 12 4 12 3 0 0 0 0 0
Cách 2: Sử dụng phương pháp tích phân từng phần 2 u sin x
du 2sin x cos xdx Đặt dv sin xdx v cos x Khi đó 39
Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 2 2 2 2 2 2
I sin x cos x 2 2sin x cos xdx 2
cos xd cos x 3 cos x 2 3 3 0 0 0 0
Chú ý: Có thể đặt t sin x
Cách 3: Dùng phương pháp đưa vào vi phân 2 2 2 3 I cos x 2 2 1 cos x 2
sin xdx sin xdx cos xd cos x cos x 2 3 3 0 0 0 0
Chú ý: Có thể đặt t sin x Cách 4: dt dx 2 2 x 1 x 1 t Đặt 2 t tan dt tan 1 dx …. Bạn đọc tự giải 2 2 2 2t sin x 2 1 t 2 dx
Bài 5: Tính tích phân sau: I 3 sin x 3 Giải:
Cách 1: Sử dụng kĩ thuật nhân trên tử 2 2 2 dx sin xdx sin x I dx 3 4 sin x sin x
1 cos x2 2 3 3 3
Cách 1.1: Đổi biến số đưa về tích phân hàm phân thức
Đặt t cos x dt sin xdx x t 0 2 Đổi cận t 1 x 3 1 1 1 1 2 dt dt
1 t 1 t 2 2 2 2 2 1 1 1 I dx dt dt 1 t 2
1 t 1 t 2 2 1 t 1 t 4 1 t 1 t 0 0 0 0 1 1 2 2 1 1 1 2 1 1 1 1 1 d t d t 4 1 t 2 1 t 2 2 1 t 4 1 t2
1 t2 1 t 1 t 0 0 1 1 1 1 1 t 1 1 ln 2 ln 3
4 1 t 1 t 1 t 3 4 0
Cách 1.2: Đưa trực tiếp vào biểu thức vi phân 40
Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 2 2 2 2 dx sin xdx sin x d cos x I dx 3 4 sin x sin x
1 cos x2
1 cos x 1 cos x 2 2 3 3 3 3 2
1 cos x 1 cos x 2 2 2 1 1 1
d cos x d cos x
1 cos x1 cos x 4 1 cos x 1 cos x 3 3 2 1 1 1 2 cos x 2 1 1 cos x 2 1 1
d cos x ln ln 3 4 2 2 sin x 2 1 cos x 3 4 1 cos x2 1 cos x2 2 1 cos x 3 3 3
Cách 2: Đổi biến số dt dx 2 2 x 1 x 1 t Đặt 2 t tan dt tan 1 dx 2 2 2 2t sin x 2 1 t x t 1 2 Đổi cận 1 t x 3 3 Khi đó 1 1 1 2 2dt 1 1 2 1 1 t 1 1 I t dt 2 ln t 1 ln 3 3 2 8t 2 4 t t 4 2t 2 3 4 1 t 1 1 . 3 2 1 t 3 3 3
Cách 3: Sử dụng phương pháp phân tích và phương pháp tích phân từng phần 2 2 2 2 2 2 2 dx sin x cos x dx cos x I dx dx 1 3 3 3 sin x sin x sin x sin x 3 3 3 3 J 2 2 cos x Tính J dx 3 sin x 3 u cos x
du sin xdx Đặt cos x 1 dv dx v 3 2 sin x 2sin x 41
Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 2 2 cos x 2 1 dx 1 1 dx Khi đó J 2 2 sin x 2 sin x 3 2 sin x 3 3 3 2 1 1 dx
Thay vào (1) ta được I 3 2 sin x 3 K Chú ý: 2 2 cos x 2 2 2 2 2 cos x 1 1 1 1
- Để tính J dx
ta có thể làm như sau J dx 1 dx dx dx 3 sin x 3 2 3 sin x sin x sin x sin x sin x 3 3 3 3 3 I K 2 dx - Để tính K ta có thể làm như sau sin x 3
Nhân cả tử và mẫu cho sin x ta được 2 2 2 dx sin xdx sin xdx K 2 2 sin x sin x 1 cos x 3 3 3
Đặt t cos x dt sin xdx x t 0 2 Đổi cận 1 t x 2 3 Khi đó 1 1 1 1 1 0 2 2 2 2 dt dt 1 1 1 1 dt 1 dt 1 1 K dt
ln t 1 ln t 1 2 ln 3 2 2 1 t 1 t 2 1 t 1 t 2 t 1 2 t 1 2 2 1 0 0 0 0 0 2 x d tan 2 2 2 2 dx dx dx 1 2 x 2 1 Hoặc K ln tan ln 3 sin x x x x x x 2 2 2 2 2sin cos 2 tan cos tan 3 3 3 3 2 2 2 2 2 3 dt dx x 2 2 1 t Hoặc đặt tan t 2 2t sin x 2 1 t 42
Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498
Cách 4: Tách thành tích ở dưới mẫu và Sử dụng phương pháp tích phân từng phần 1 u cos x sin du dx x Đặt 2 sin x 1 dv dx v cot x 2 sin x Khi đó 2 2 cot x 2 2 2 cos x cos x I dx
. Đến đây ta tích phân J dx 3 áp dụng (cách 3) sin x sin x 3 sin x 3 3 3 J
Hoặc có thể tính nhanh như sau 2 2 2 dx 1 cot x 1 I
d cot x cot xd 3 sin x sin x sin x sin x 3 3 3 2 2 2 cot x cos x cot x 2 cos x cot x dx dx 2 3 sin x sin x sin x sin x 3 3 3 J
Cách 5: Đưa vào biểu thức vi phân 2 x 2 1 tan 2 2 2 2 dx dx dx 1 2 x I d tan 3 3 3 6 3 sin x x x x x 4 x 2 2sin cos 8 tan cos tan 3 3 3 3 2 2 2 2 2 x x 4 1 2 tan tan 2 2 1 2 2 x 1 1 x 1 x 2 1 1 d tan 2 l n tan tan ln 3 3 2 4 2 2 2 3 4 x 2 4 x tan 2 tan 3 2 2 3 2 sin x
Bài 6: Tính tích phân sau: I dx sin x cos x 0 Giải: Cách 1: sin x tan x tan x 1 1 1 1 sin x cos x tan x 1 tan x 1 tan x 1 2 2 2 2 sin x 1 1 Khi đó I dx 1 dx dx dx sin x cos x tan x 1 tan x 1 0 0 0 0 J 43
Giáo viên: Nguyễn Thành Long
Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498
từ đó đặt t tan x Cách 2: 2dt dx 2 1 t x 2t Đặt t tan s in x … bạn đọc tự giải 2 2 1 t 2 1 t cos x 2 1 t Cách 3: Đặt x
t dx dt 2 t 0 x Đổi cận 2 t x 0 2 2 2 2 sin x cos t cos x Khi đó I dx dt dx sin x cos x sin t cos t sin x cos x 0 0 0 2 2 2 sin x cos x 2I dx dx dx I sin x cos x sin x cos x 2 4 0 0 0 b b Chú ý:
f xdx
f t dt a a
Cách 4: Sử dụng tích phân liên kết 2 cos x 2 sin x Chọn J dx
là tích phân liên kết của I dx sin x cos x sin x cos x 0 0 Khi đó ta có hệ 2 2 2 2 cos x sin x sin x cos x I J dx dx dx dx x 2 sin x cos x sin x cos x sin x cos x 2 0 0 0 0 0 2 2 2 2 cos x sin x cos x sin x
d sin x cos x I J dx dx dx
ln sin x cos x 2 0 sin x cos x sin x cos x sin x cos x sin x cos x 0 0 0 0 0
cộng theo từng vế ta được 2I I 2 4
Cách 5: Sử dụng phương pháp đồng nhất thức 1 Phân tích sin x
sin x cos x sin x cos x 2 44
Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 2 2 sin x 1
1 cos x sin x Khi đó I dx . dx sin x cos x 2
2 sin x cos x 0 0
Chú ý: Có thể dựa vào đồng nhất thức sau sin x sin x cos x cos x sin x A B sin x cos x sin x cos x sin x cos x 1 A
x A B
x A B 2 sin sin sin x 1 B 2
… quay trở lại cách 5
Cách 6: Sử dụng kĩ thuật nhân 1 1 cos 2x sin 2x
sin x(cos x sin x) 2 2 1 1 Ta có tan 2x 1 2 2 cos x sin x cos 2x 2 cos 2x
Cách 7: Sử dụng phương pháp phân tích sin x sin x 4 4 1 1 cot x sin x cos x 2 4 2 sin x 4
Cách 8: Biến đổi số theo cận 2 2 sin x sin x I dx dx sin x cos x 0 0 2 cos x 4
Đặt t x
dx dt …bạn đọc tự giải 4 1 sin x
Bài 7: Tìm nguyên hàm: I dx 2 ln C sin . x sin x cos x 4 4 Giải: Cách 1: Ta có 45
Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 cos cos x x 4 4 1 2 cos x x 2 cos x
cos x sin x sin x 2 4 4 4 cos 4 2 sin x 1 cos x 4 2 sin x sin x cos x cos x 4 4 d cos x d sin x 4 sin x I 2 2
2 ln sin x 2 ln cos x 2 ln C sin x 4 cos x cos x 4 4
Cách 2: Dựa vào đặt thù của hàm số đã cho ta có : dx dx d(cot x 1) I 2 2 2
2 ln cot x 1 C 2
sin x(cos x sin x)
sin x(cot x 1) cot x 1 3 dx
Tương tự : (ĐHMĐC – 2000) Tính tích phân: I sin . x sin x 6 6 HD: 2sin x x dx cos x dx 6 cos x 6 2 dx sin x sin . x sin x sin . x sin x sin x 6 6 6
Bài 8: Tìm nguyên hàm: I tan x tan x dx 4 Giải: Cách 1: Ta có: sin x sin x cos x cos x
sin x sin x cos x 4 4 4 4 tan x tan x 1 1 4 cos x cos x cos x cos x cos xcos x 4 4 4 2 1 1 2 cos x cos x 4 46
Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 dx
Khi đó xét: J cos x cos(x ) 4 sin
Sử dụng đồng nhất thức: 4 1 2 sin x x 2 sin x
cos x cos x sin x 4 4 4 sin 4 1 2 tan x 2 tan x 4 cos x cos x 4 J 2 tan x
dx 2 tan xdx 2 ln cos x
2 ln cos x C 4 4 cos x I 2 ln x C cos x 4 Cách 2: dx dx dx J 2 2 2
cos x(cos x sin x)
cos x(1 tan x) cos x cos x 4 d (1 tan x) 2
2 ln 1 tan x C I 2 ln 1 tan x x C 1 tan x 4 2 1 2 sin x
Bài 9: (ĐH – B 2003) Tính tích phân sau: I dx 1 sin 2x 0 Giải:
Cách 1: Phương pháp biến đổi số 4 2 4 1 2sin x cos 2x Ta có I dx dx 1 sin 2x 1 sin 2x 0 0 dt
Đặt 1 sin 2x t cos 2xdx
hoặc sin 2x t 2 x t 2 Đổi cận 4 t 1 x 0 2 1 dt 1 2 1 Khi đó I ln t ln 2 2 t 2 1 2 1
Cách 2: Phương pháp đưa vào biểu thức vi phân 47
Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 cos 2x 1 1 sin 2x' 4 4 4 1 d (1 sin 2x) 1 1 I dx dx
ln 1 sin2 x 4 ln 2 1 sin 2x 2 1 sin 2x 2 1 sin 2x 2 2 0 0 0 0
Cách 3: Phương pháp đưa vào biểu thức vi phân Biến đối 2
1 – 2 sin x cos x sin x cos x – sin x và x x x2 1 sin 2 cos sin 4 2 4 1 2sin x cos x sin x 1 I dx
dx ln cos x sin x 4 ln 2 1 sin 2x cos x sin x 2 0 0 0
Hoặc đặt t sin x cos x
2 sin 2x sin x
Bài 10: (ĐH – A 2005) Tính tích phân sau: I dx 1 3cos x 0 Giải:
Cách 1: Phương pháp biến đổi số
Ta có: sin 2x sin x sin x 2cos x 1 . 3sin x sin x 2dt
Đặt t 1 3cos x ta được dt dx dx ; 2 1 3cos x 1 3cos x 3 2 2 t 1 2t 1 cos x 2 cos x 1 3 3 x 0 t 2 Đổi cận x t 1 2 2 2 4t 2 4 2 2 34 Khi đó 3 I dt t t 9 9 27 9 1 27 1
Cách 2: Phương pháp biến đổi số
Đặt t 1 3cos x …bạn đọc tự giải
Cách 3: Phương pháp tích phân từng phần u 2 cos x 1 du 2 sin x Đặt sin x
d 1 3cos x 2 dv dx v 1 3cos x 1 3cos x 3 1 3cos x 3 Khi đó 2 2 2 4 2 4
I 2 cos x 1 1 3cos x 2
sin x 1 3cos xdx
1 3cos xd 1 3cos x 3 3 3 9 0 0 0 2 8 34
1 3cos x3 2 3 27 27 0
Cách 4: Phương pháp đưa vào biểu thức vi phân 48
Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 Phân tích 2 1 1 3cos x sin 2x sin x 1 2 cos x 1 1 dx d x 3 3 . 1 3cos .
d 1 3cos x 1 3cos x 3 1 3cos x 3 1 3cos x 2 1
1 3cos xd 1 3cos x
d 1 3cos x 9 9 1 3cos x
a.sin 2x bsin x .
a sin 2x bcosx Tổng quát: dx hoặc dx
ta đặt c d cos x t .
c d cos x
c d s inx 2 8
Bài 11: (ĐH – A 2009) Tính tích phân sau: I 3 cos x 2 1 cos xdx 15 4 0 HD: 2 2 Cách 1: 5 2
I cos xdx cos xdx 0 0
I I 1 2
Đặt t sin x dt cos xdx x t 1 Đổi cận 0 t 0 x 0 Khi đó 2 2 1 1
I cos xdx
1 sin x2 cos xdx 1 t 2 2 4 1 8 5 2 2 dt 2 4
1 2t t 3 5 dt t t t 1 3 5 0 15 0 0 0 0 2 2 2 2 1 cos 2x 1 1 1 1 2
I cos xdx dx dx cos 2xdx x sin 2 x 2 2 2 2 2 2 2 4 0 0 0 0 0 8
Vậy I I I 1 2 15 4 Chú ý:
Có thể tính I như sau 1 2 2 2
I cos xdx
1 sin x2 cos xdx 1 sin x2 5 2 2 d sin x 1 0 0 0 1 2 4 8 2 4
1 2 sin x sin x d sin x 3 5 sin x sin x sin x 2 3 5 15 0 0 49
Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498
2 cos3x 3cos x
1 cos 2x Cách 2: I 1 dx … 4 2 0 2 sin 2x 2
Bài 12: (ĐH – A 2006) Tính tích phân sau: I dx 2 2 3 0
cos x 4 sin x HD:
Cách 1: Phương pháp phân tích kết hợp biến đổi số 2 2 sin 2x sin 2x I dx dx 2 2 2 0
1 sin x 4sin x 0 1 3sin x dt Đặt 2
t 1 3sin x sin 2xdx 3 x t 4 Đổi cận 2 t 1 x 0 4 4 1 1 dt 1 2 4 2 Khi đó 2 I t dt t 3 t 3 3 1 3 1 1 Hoặc đặt 2
t 1 3sin x
Cách 2: Phương pháp đưa vào biểu thức vi phân 2 2 2 1 sin 2x sin 2x 1 I dx dx 2
1 3sin x d 2 2 1 3sin x 2 2 2 3 0
1 sin x 4 sin x 0 1 3sin x 0 2 2 2 1 3sin x 2 3 3 0
Cách 3: Phương pháp phân tích kết hợp biến đổi số 2 2 sin 2x sin 2x I dx dx 1 cos 2x 1 cos 2x 5 3cos 2x 0 0 4 2 2 2 5 3cos 2x 5 3cos 2x Và đặt t hoặc t
hoặc đưa vào vi phân 2 2 2 sin x cos xdx
Tổng quát: Để tính I = với a, b 0 2 2 2 2 0
a cos x b sin x Ta đặt: u = 2 2 2 2
a cos x b sin x 50
Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 2 3 4 sin x
Bài 13: (Đề 68 IVa) Tính tích phân sau: I dx 1 cos x 0 Giải: Cách 1: Phân tích 3 4sin x
4 sin x 1 cos x 3 3
4 sin x 1 cos x
4 sin x 4 sin x cos x 4 sin x 2 sin 2x 1 cos x
1 cos x1 cos x 2 sin x Khi đó 3 4sin x 2 2 I dx
4sin x 2sin 2xdx cos 2x 4 cos x 2 2 0 0 1 cos x 0 Cách 2: 3 2 2 4sin x 2 2 I dx
4sin x 4sin xcos xdx 4 sin xdx 4 cos xd cos x 0 0 1 cos x 0 0 2
4 cos x 2 2 cos x 2 2 0 0 Cách 3: 2 2 4 2 3 1 cos x sin 4 sin x x I dx dx 1 cos x 1 cos x 0 0
dt sin xdx
Đặt t 1 cos x
cos x t 1 x t 1 Đổi cận 2 t 2 x 0 4 1 t 2 1 2 1 2 Khi đó I dt 4
t 8 dt 2 2
t 8t 2 t 1 2 1
Chú ý: Có thể đặt t cos x Cách 4: x x 3 3 3 32sin cos 4sin x 2 2 x x 3 16 sin cos
…Quá hay phải không, bạn tự giải tiếp nhé 1 cos x x 2 2 2 2 cos 2 Cách 5: 51
Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 2dt dx 2 1 t x 2t Đặt t tan s in x
… Chắc chắn sẽ ra cứ yên tâm làm tiếp đi 2 2 1 t 2 1 t cos x 2 1 t Chú ý: 3 4sin x
4 sin x(1 cos x)(1 cos x)
4sin x 2 sin 2x ... Phân tích đến đây rùi thì có những cách nào, bạn đọc 1 cos x 1 cos x tự khám phá nhé! 2 3 4 cos x
Tương tự I dx 2 1 sin x 0 2 3 sin x sin x
Bài 14: (KTQS – 1997) Tính tích phân sau: I cot xdx 3 sin x 3 Giải:
Cách 1: Phương pháp đưa vào biểu thức vi phân 2 3 3 2 3 3 sin x sin x
sin x sin x cot x I cot xdx dx 3 2 sin x sin x sin x 3 3 2 2 2 5 8 1 3 2 1 1
.cot xd cot x 3 2
cot x.cot xd cot x 3
cot xd cot x 3 3 cot x 2 3 sin x 8 8 3 3 3 3 3
Cách 2: Phương pháp biến đổi số 2 3 3 2 sin x sin x 1 cot x 3 I cot xdx 1 . dx 3 2 2 sin x sin x sin x 3 3 1
Đặt t cot x dt dx 2 sin x x t 0 2 Đổi cận 1 t x 3 3 Khi đó 52
Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 0 0 0 5 8 3 1 3 2 3 3 I t .tdt t dt t 1 3 8 1 1 8 3 3 3 3
Cách 3: Phương pháp biến đổi số 2 3 3 2 3 3 sin x sin x
cos x sin x sin x Ta có I cot xdx dx 3 4 sin x sin x 3 3
Nhận xét: Hàm dưới dấu tích phân là hàm lẻ đối với cos
Đặt t sin x dt cos xdx x t 1 2 Đổi cận 3 t x 2 3 1 3 1 1 3 3 1 2 t t t Khi đó I dt dt 4 3 t t 3 3 2 2 1 1 3 dt Đặt 3 2 3 u 1 u 1 u du 2 2 3 t t 2 t t 1 u 0 Đổi cận 1 3 u t 3 2 3 0 0 4 3 3 u 1 Khi đó 3 I u du 1 3 2 2 4 1 8 3 3 3 3 3 3 8 dx
Bài 15: ( Đề 104. IVa) Tính tích phân sau: I 2 2 sin x cos x 8 Giải:
Cách 1: Sử dụng phương pháp phân tích nhờ đồng nhất thức 2 2
sin x cos x 1 Khi đó 3 3 3 3 8 8 2 2 8 dx sin x cos x 1 1 8 I dx
dx tan x cot x 4 2 2 2 2 2 2 sin x cos x sin x cos x cos x sin x 8 8 8 8
Cách 2: Sử dụng công thức nhân đôi 53
Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 3 3 3 3 8 8 8 dx dx d 2x 2 8 I 4 2 2 cot 2x 4 2 2 2 2 sin x cos x sin 2x sin 2x 8 8 8 8
Cách 3: Phương pháp biến đổi số dx 2 2 1 1 tan x 1 t
Đặt t tan x dt và …. 2 cos x 2 2 2 sin x tan x t 3 2 cos xdx
Bài 16: Tính tích phân sau: I
sin x 3 cos x 0 Giải:
Cách 1: Đồng nhất thức Ta phân tích: 2 x A x B x x x C 2 2 cos sin cos (sin cos )
sin x cos x 1 A 4
3B C 1 2 3 B C x B A x
x A C 2 ( 3 ) cos ( 3 ) sin cos
sin x B 3A 0 B 4 A C 0 1 C 4 2 cos x 1 3 1 sin x cos x
sin x 3 cos x 4 4
4(sin x 3 cos x) 3 1 3 1 dx
Khi đó I cos x sin x 3 4 4
4 sin x 3 cos x 0 0 1 I 3 dx Tính: J
sin x 3 cos x 0 3 1 dx 1 x I ln tan 3 1 2 2 2 6 0 sin x 0 3 1 3 1 x 3ln 3 2
I cos x sin x ln tan 3 4 4 8 2 6 8 0
Cách 2: Tích phân liên kết 54
Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 3 2 cos xdx
Sử dụng tích phân liên kết J
sin x 3 cos x 0
I 3J 1 3ln 3 2 Giải hệ ln 3 I I J 8 2 2 cos xdx 2 sin xdx
Tổng quát: I
tích phân liên kết thường là J
Asin x B cos x
Asin x B cos x 2 6 cos x
Bài 17: Tính tích phân sau: I dx 4 sin x 4 Giải:
Cách 1: Đưa vào vi phân 6 2 4 cos x cos . x cos x 1 Phân tích 4 4 2 1
tan x tan x tan x 4 4 2 sin x sin x tan x Khi đó 2 6 2 2 2 cos x I dx 4 2
tan x tan x 4 2
dx tan xdx tan xdx 4 sin x 4 4 4 4
I I 1 2 Tính 2 2 2 2 2 4
I tan xdx 4 2
tan x tan x 2 tan x 2 1 1 dx tan 2 tan 1 dx 2
tan x 1 dx 1 4 4 4 4 4 2 2 xd x 2 2 tan tan tan x x 4 4 4 2 2 2 2 Tính I 2 tan x 1 1 dx 2
tan x 1 dx dx tan x x 2 … tự giải nhé 4 4 4 4 Cách 2: cos x 1 sin cos x x 2 2 6 2 2 2 2 4
cos x 2 cos x sin x cos x sin x 1 Phân tích 2 2 2 cot . x
2 cot x cos x 4 4 4 2 sin x sin x sin x sin x Khi đó 55
Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 2 2 2 1 2 2 2 I cot . x
dx 2 cot xdx cos xdx 2 sin x 4 4 4 2 2 2 1 1 2
cot xd cot x 2 1 dx 1 cos 2x dx 2 sin x 2 4 4 4 3 cot x 1 sin 2x 2 5 23 2 cot x 1 x 3 2 2 8 12 4 Cách 3:
Nhận xét: Vì hàm dưới dấu tích phân là hàm chẵn đối với sin va cos nên ta có thể đặt t tan x nhưng cách đó
khá dài và phức tạp nên không nêu ra, bạn đọc tự khám phá nhé! 2
Bài 18: Tính tích phân sau: 6 3 5 I 1 cos x.sin . x cos xdx 0 Giải: 2 6 3 3 2 I 1 cos x.cos . x sin . x cos xdx 0 3 6
cos x 1 t Đặt 6 3 3 6
1 cos x t 1 cos x t . 2 5 s in .
x cos xdx 2t dt x t 1 Đổi cận 2 t 0 x 0 1 1 7 13 t t 1 12
Khi đó I 2 t 6 1 t 5 t dt 6 12
t t dt 2 7 13 0 91 0 0 Hoặc : Đặt 3
1 cos x t
Cách 2: Sử dụng phương pháp đưa vào vi phân 2 2 6 3 3 2 6 3 3 I 1 cos x.cos . x sin . x cos xdx
1 cos x.cos xd 3 1 cos x 0 0 2 6 3 1 cos x 3
1 cos x 1 d 3 1 cos x 0 2 2 6 3 1 cos x 3
1 cos x d 3 1 cos x 6 3 1 cos xd 3 1 cos x 0 0 56
Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 2 sin 2 . x cos x
Bài 19: (ĐH – B 2005) Tính tích phân sau I dx 1 cos x 0 Giải:
Cách 1: Đổi biến số Phân tích 2 2 2 sin 2 . x cos x sin . x cos x I dx 2 dx 1 cos x 1 cos x 0 0
dt sin xdx
Đặt t 1 cos x
cos x t 1 x t 1 Đổi cận 2 t 2 x 0 t 2 1 2 2 1 1 t 2 Khi đó I 2 dt 2 t 2 dt 2 2t ln t 2 ln 2 1 t t 2 1 2 1 Cách 2: 2 2 2 2 2 1 cos x x x x x 1 sin 2 .cos sin .cos I dx 2 dx 2 d cos x 1 cos x 1 cos x 1 cos x 0 0 0 2 2 1 cos x 2 1 cos x d
cos x sin x ln 1 cos x 2 2 ln 2 1 1 cos x 2 0 0
Chú ý: d cos x d 1 cos x và ta có thể đặt t cos x a sin 2 . x cos x
Tổng quát: I dx
ta đặt t b .
c cos x hoặc t cos x b . c cos x
Bài tập tự giải có hướng dẫn: 6 4 tan x 1 10
Bài 1: (ĐH – A 2008) Tính tích phân sau: I dx ln 2 3 cos 2x 2 9 3 0 HD: Cách 1: Biến đổi 2 2 x x x 2 x 2 cos 2 cos sin 1 tan cos x
Đặt t tan x 2 1 tan x
Hoặc sử dụng công thức cos 2x 2 1 tan x Tổng quát: 57
Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 4 a tan x 1. I dx với , a b b cos 2x Biến đối b x b 2 2 x x b 2 x 2 cos 2 cos sin 1 tan
cos x đặt t tan x 2. Mở rộng hơn 4 a tan x I dx với , a b, , c d 2 2
b sin x c sin x cos x d cos x Biến đổi 2 2 b x c x x d x 2 b x c x d 2 sin sin cos cos tan tan
cos x đặt t tan x 4 dx
Bài 2: (ĐH AN– 1998): Tính tích phân sau: I 4 cos x 0 Cách 1: 4 4 4 dx 1 dx I . 4 2
1 tan x d tan x 3
tan x tan x 4 4 2 2 cos x cos x cos x 3 0 0 0 0
Cách 2: Biến đổi số 4 4 4 dx 1 dx dx I . 2 1 tan x 4 2 2 2 cos x cos x cos x cos x 0 0 0
Đặt t tan x
Cách 3: Sử dụng phương pháp tích phân từng phần 1 u 2 cos x dx dv 2 cos x 2 dx
Bài 3: (Đề 84.IVa) Tính tích phân sau: I 4 sin x 4 2 2 dx d cot x 2 3 cot x 2 4 2 I 1
cot x d cot x (cot x ) 4 2 sin x sin x 3 3 4 4 4 4 2
Bài 4: Tính tích phân sau: 2 2 I cos . x cos 2xdx 4 0 HD:
C1: Hạ bậc biến đổi tích thành tổng
C2: Tích phân liên kết 58
Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 4 2 1 2 sin x
Bài 5: Tính tích phân sau: I dx
sin x cos x4 0 4 2 HD: 2
1 2 sin x cos 2x cos x sin xcos x sin x và x x x 4 sin cos 1 sin 2 4 cos x 4
Từ đây ta có các cách sau Cách 1: 4 2 4 1 2 sin x cos 2x Biến đổi I dx dx
sin x cos x4 1 sin 2x2 0 0
đặt t 1 sin 2x hoặc t sin 2x hoặc biến đổi vi phân trực tiếp 4 2 4 4 1 2 sin x cos 2x
d 1 sin 2x I dx dx
hoặc đặt t tan x
sin x cos x4 1 sin 2x2 1 sin 2x2 0 0 0 Cách 2: 4 2 4 1 2 sin x
cos x sin xcos x sin x
4 cos x sin x Biến đổi I dx dx dx
sin x cos x4
sin x cos x4
sin x cos x4 0 0 0
Đặt t sin x cos x hoặc biến đổi vi phan trực tiếp Cách 3: 4 2 4 1 2 sin x cos 2x
Biến đổi I dx dx
sin x cos x4 4 0 0 4 cos x 4
Đặt t x 4 3 2 sin x
Bài 6: (ĐHGT TPHCM – 2000) Tính tích phân: I dx 6 cos x 6 HD: 2 sin x 1 1 Ta có 2 2 dx tan . x . dx tan x 2
1 tan x d tan x 6 2 2 cos x cos x cos x 42 3 8 Đs: 15
2 sin x cos x
Bài 7: (ĐHĐN – 2000) Tính tích phân: I dx sin x cos x 4 HD: 59
Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 2 sin x d cos x 2 2 4 4 2 1 I dx
dx ln cos x ln 2 4 2 2 cos x cos x 4 4 4 4 4 4
Bài 8: Tính tích phân sau: 6 I tan xdx 0 HD: Đặt 2
t tan x dt (tan x 1)dx
x 0 t 0 Đổi cận: x t 1 4 1 4 1 6 1 4 5 3 t dt 1 t t 13 Vậy 6 4 2
I tan xdx
t t 1 dt t du 2 2 t 1 t 1 5 3 15 4 0 0 0 0 0 2 8
Bài 9: Tính tích phân sau: 5
I cos xdx 15 0 2 3 sin x cos x
Bài 10: Tính tích phân sau: I dx 2 1 cos x 0 HD: 2 2 1 cos x 2 1 t 1 1 2 1 ln 2 I d 2 1 cos x dt
t ln t 2 2 1 cos x 1 2 t 2 2 0 1
Bài 11: Tính tích phân sau: 4 I tan xdx HD: 1 4 2 2
I tan xdx tan x sin xd tan x 2 tan x 2
1 cos x d tan x 2 tan x 1 d tan x 2 1 tg x 2 tan x 1 1 1 2
tan xd tan x d tan x 3
tan x tan x x C 2 1 tan x 3 2
3sin x 4 cos x
Bài 12: (ĐHTL – 2000) Tính tích phân sau: I dx 2 2
3sin x 4 cos x 0 3 Đs: I ln 3 6 60
Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498
V. BÀI TẬP HỖN HỢP CỦA NHIỀU HÀM SỐ Bài tập giải mẫu: 4
Bài 1: (ĐH TL2001) Tính tích phân sau: I ln 1 tan xdx 0 Giải: Cách 1: dx dt Đặt x t 1 tan t 2 4
1 tan x 1 tan t 1 4 1 tan t 1 tan t
x 0 t 4 Đổi cận x t 0 4 4 4 4 2 Khi đó I ln
dt ln 2dt ln
1 tan t dt (ln 2). I I ln 2 1 tan t 4 8 0 0 0 Cách 2: Ta có 4 4 4 4
sin x cos x
I ln 1 tan xdx ln
dx ln sin x cos x dx ln cos x dx cos x 0 0 0 0 4 4 ln 2 cos x dx ln cos x dx 4 0 0 J 4 4 4 4 1 1 Tính J ln 2 cos x dx ln 2 dx ln cos x dx ln 2x 4 ln cos x dx ln 2 K 4 2 4 2 4 8 0 0 0 0 0 K Đặt t
x dt dx 4 4 4
Khi đó K ln cos t dt ln cos x dx 0 0 Khi đó I ln 2 8
Cách 3: Tích phân từng phần 61
Giáo viên: Nguyễn Thành Long
Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 u
ln 1 tan x Đặt …Bạn đọc tự giải dv dx 1 ln 1 x
Bài 2: Tính tích phân: I dx . 2 1 x 0 HD: 4
Đặt x tan t ta được I
ln 1 tan t dt ; 0 4 4 2 đặt t
x ta được I ln du ln 2 du I 4 1 tan u 0 0 5 ln( x 1 1)
Bài 3: Tính tích phân sau: I dx
x 1 x 1 2 Giải: Cách 1: 1 dt
dx 2 t 1 dt dx Đặt t x 1 1 2 x 1
x t 2 1 1 x 5 t 3 Đổi cận x 2 t 2 Khi đó 3 3 3 (t 1) ln t ln t 3 I 2 dt 2
dt 2 ln td ln t 2 2 2 ln t ln 3 ln 2 2
(t 1) t 1 t 2 2 2 2
Cách 2: Đặt t
x 1 ... bạn đọc tự giải 2 xdx
Bài 4: Tính tích phân sau: I 1 sin 2x 0 Giải:
Cách 1: Đặt t x 2 Cách 2: Biến đổi 2
1 sin 2x 1 cos 2x 2 cos x
, tích phân từng phần 2 4 1 1 2 I . x sin .
x cos xdx xd 3 cos x 3 3
xcos x cos xdx 0 3 3 0 0 0 62
Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 3 1 1 sin x 2
1 sin xd sin x sin x 3 3 3 3 3 3 0 0
Bài 5: (ĐH DHN – A 2000) Tính tích phân sau:
2 1 sin x x 2 x 2 x e e e sin x 2 I dx dx dx e 1 cos x x 2 1 cos x 0 o 0 2 cos 2 Giải: Cách 1: 2 2 x 2 2 x 2 1 sin x e dx x e dx x x sin x 1 sin Ta có: I .e dx .e dx . x e dx 1 cos x 1 cos x 1 cos x 2 x 2 1 cos x 0 0 0 0 0 cos 2 I 2 1 I 2 1 x e dx Tính: I 1 2 x 2 0 cos 2 x u e x du e dx Đặt: dx dv x x v tan 2 cos 2 2
Áp dụng công thức tính tích phân từng phần 2 x 2 2 1 e dx x x x x x 2 I e tan
2 tan .e dx e tan . x e dx 1 2 x 2 2 2 2 0 0 0 cos 0 2 x x 2 2 2 sin cos 2 sin x x Tính: x 2 2 I .e dx . x e dx tan . x e dx 2 1 cos x x 2 2 0 0 0 2 cos 2 Vậy 2 I e Cách 2: 2 x 2 x 2 2 e e sinx x x Ta có: I .dx . x
dx e d (tan ) x e tan .dx x 2 1 cos x 2 2 0 0 0 0 2 cos 2 2 2 2 2 x x x x x x x x 2 e tan e tan .dx e tan .dx e tan e 2 2 2 2 0 0 0 0 63
Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498
Sử dụng định nghĩa: x x x
1 sin x x x e .2 sin cos ' ' x e ' e e x x x x Ta có 2 2 tan x e tan x e tan x e x e tan 1 cos x x x x 2 2 2 2 2 2 2 2 cos 2 cos 2 cos 2 2 2
Hoặc ta biến đổi: x x sin cos 1 sin x 1 2 2 1 x x 2 1 2 tan tan 1 cos x 2 x 2 2 2 cos 2 2 2 1 x 1 x Vậy 2 I 1 tan dx tan x e dx 2 2 2 2 0 0 I1 2 x Tính I tan x e dx 1 2 0 2 e 1 1
Bài 6: (ĐH GTVT – 1998) Tính tích phân sau: I dx 2 ln x ln x e Cách 1: 1 1
Đặt f x 2 ln x ln x 1 1 1 ln x
x' ln x xln x' x
Ta có f x F x 2 2 2 ln x ln x ln x l n x ln x Khi đó 2 e 2 2 1 1 x e e I dx e 2 ln x ln x ln x e 2 e Cách 2: 2 2 2 2 2 e e e 2 1 1 1 e e dx x e dx dx I dx xd 2 ln x ln x ln x ln x ln x e ln x ln x e e e e e
Bài 7: Tính tích phân sau 2 I .
x sin x cos xdx 0 Giải: 1 1 I .
x sin 2x cos xdx .
x sin 3x sin x dx 2 4 0 0 du dx u x Đặt: . dv x x 1 sin 3 sin dx v
cos3x cos x 3 64
Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 1 1 1 Khi đó I x cos 3x cos x
cos 3x cos x dx 4 3 0 3 3 0 x 1 1 1 1 5 cos 3x cos x 2 sin 3x sin x 2 . 2 3 2 18 2 9 0 0
Cách 2: Đặt x t … bạn đọc tự giải
Chú ý: Qua mấy bài toán trên ta có nhận xét
Dựa vào đạo hàm ta có thể tính Nguyên hàm của một các dạng đặc biệt
Dạng 1: Nguyên hàm của các hàm số dạng tích thương Dạng Cấu trúc hàm số Nguyên hàm Tổng ' ' ' f x u v u v
F x u v Hiệu ' ' ' f x u v u v
F x u v Tích ' ' ' f x u v v u uv
F x uv Thương ' ' ' u v v u u u f x F x 2 v v v
Dạng 2: Các dạng nguyên hàm đơn giản chứa ex Đặc trưng Nguyên hàm
Hàm số (đạo hàm) x e x F x u x e ' ' x F x u x
u x e f x x e x F x u x e ' ' x F x u x u x e f x ax b e ax b F x u x e ' '
axb F x u x au x e f x vv e
F x u x vv e ' F x '
u x '
v x u x vx e f x 1 2 x x e
Ví dụ: Tính tích phân sau: I dx x 2 0 2 Giải:
Cách 1: Tích phân từng phần 2 x x u x e
du xe x 2 dx Đặt dx 1 du v x 22 x 2 65
Giáo viên: Nguyễn Thành Long
Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 2 x 1 x e 1 Khi đó x I xe dx x 2 0 0 I1 1 u x du dx Tính x I xe dx 1 . Đặt x x dv e dx v e 0 1 1 1 Khi đó x x x x I xe
e dx xe e 1 0 0 0 2 x x e 1 1 Vậy I x x
xe e 1 x 2 0 0 Cách 2: 2 Phân tích 2 x 2
x 4x 4 4 x 2 4 x 2 4 x 2 4 2 x x x e x 22 1 1 4 2 1 1 x 1 4 x x 1 Khi đó I e dx
e dx e dx 4 dx 4 dx x 22 x 22 x 2 x 22 0 0 0 0 0 J
Tính J làm xuất hiện tích phân mà làm triệt tiêu một tích phân
Bài tập tự giải có hướng dẫn: 1 2 2 x x e
Bài 1: Tính tích phân sau: I dx x 2 0 1
HD: Sứ dụng tích phân từng phần 1 2 2 x 1 x e x 1 2 2 I dx x e d x 2 1 x 1 0 0 1 2 2 x 1 2 1 2 1 2 1 x e 1 d e e e x x e 2 x xe dx xd x e 1 2 2 2 2 2 x 2 x xe e dx 0 x 1 x 1 2 2 2 0 0 0 0 0 1 2 2x 2 2 e e e e 1 1 2 2 2 2 2 2 0 2 2 x x
Bài 2: Tính tích phân sau: 2 2 I 4x tan x 1 tan tan 2 2 8 8 0 2 1 1 x x e
Bài 3: (ĐHLN – 2001) Tính tích phân sau: I dx 1 x 2 0 1 2
Bài 4: Tính tích phân sau: sin x I e
1 x cos x dx e 2 0 66
Giáo viên: Nguyễn Thành Long
Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 2 e 1
Bài 5: (ĐHTN – 1996) Tính tích phân sau: 2 I 2 ln x 2 2e 2e x e ln LỜI KẾT:
Đây thực sự chưa phải là những bài toán và cách giải hay, chưa có nhiều bài tập phong phú và đa
dạng, song cũng góp phần nhỏ bé nào đó cho các bạn và Tôi hi vọng các bạn sẽ thích thú và tìm thêm
những bài tập hay và những cách giải đặc sắc hơn….
Tuy nhiên năng lực và kinh nghiệm còn thiếu. Rất mong các bạn học sinh và các bạn đồng nghiệp
góp ý kiến, bổ sung thêm giúp tôi và các bạn hoàn thiện hơn … Xin chân thành cảm ơn
Góp ý theo địa chỉ Email: Loinguyen1310@gmail.com hoặc địa chỉ: Nguyễn Thành Long
Số nhà 15 – Khu phố 6 – Phường ngọc trạo – Thị xã bỉm sơn – Thành phố thanh hóa MỤC LỤC
I. TÍCH PHÂN HÀM HỮU TỶ………………………………………………........................Trang 2
II. TÍCH PHÂN HÀM VÔ TỶ………………………………………………………..............Trang 18
III. TÍCH PHÂN HÀM SỐ MŨ VÀ LOGARIT……………………………………..............Trang 26
IV. TÍCH PHÂN HÀM LƯỢNG GIÁC....................................................................................Trang 35
Tải thêm tài liệu môn Toán THPT tại:
+ Trang web: www.toanmath.com
+ Fanpage: www.facebook.com/toanmath
+ Groups: https://www.facebook.com/groups/toanmath 67