SlideShare a Scribd company logo
1 of 94
Download to read offline
NGUYỄN HỒNG ĐIỆP
ÔN THI ĐẠI HỌC
TÍCH PHÂN VÀ ỨNG DỤNG
a
uv
Gò Công Tây, năm 2014
to my family, my pippy and my friends (ˆ .ˆ )
2nd−LATEX−201401.1
TÍCH PHÂN VÀ ỨNG DỤNG
Copyright © 2014 by Nguyễn Hồng Điệp
LỜI MỞ ĐẦU
Xin bắt đầu bằng một chuyện vui toán học
“Nhân ngày Nhà giáo Việt Nam, các học sinh cũ quây quần bên thầy giáo
dạy Toán. Gặp lại học trò cũ, thầy hồ hởi:
– Thầy rất mừng là các em đều đã thành đạt trong cuộc sống. Trong các thứ
thầy dạy, có cái gì sau này các em dùng được không ?
Tất cả học sinh đều im lặng. Một lúc sau, có một học sinh rụt rè nói:
– Thưa thầy, có một lần em đi bộ ở bờ hồ thì gió thổi bay mũ em xuống nước.
Em loay hoay mãi không biết làm thế nào để vớt mũ lên. Bỗng nhiên em thấy
đoạn dây thép và nhớ lại các bài giảng của thầy. Em lấy dây thép uốn thành
dấu tích phân rồi dùng nó kéo mũ lên.
– Thầy: ?!?!?!”
Chuyện vui nhưng cũng có vấn đề để suy nhẫm. Tích phân có ứng dụng gì? Chỉ cần
chịu khó lên google là có kha khá kết quả (ˆ .ˆ ), nhưng học tích phân chỉ để lấy 1 điểm
trong kì thi tuyển sinh thì đó là đích hướng tới của đại đa số học sinh. Trong các năm
gần đây thì điểm số phần tích phân không còn là vấn đề quá khó khăn. Hy vọng tài liệu
nhỏ này giúp ích được cho ai đó.
Thị trấn Vĩnh Bình, ngày 06 tháng 08 năm 20141
—Nguyễn Hồng Điệp.
1Còn vài ngày nữa là đại lễ Vu Lan năm Giáp Ngọ.
Mục lục
LỜI MỞ ĐẦU iii
MỤC LỤC iv
I TÍCH PHÂN 1
1 Các công thức . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.1 Bảng các nguyên hàm thông dụng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.2 Tích phân xác định . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
2 Phương pháp phân tích . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
3 Tích phân chứa trị tuyệt đối, min, max . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
4 Phương pháp đổi biến số đơn giản . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
4.1 Dạng căn thức . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
4.2 Biểu thức có chứa căn bậc khác nhau . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
4.3 Dạng phân thức 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
4.4 Dạng biểu thức lũy thừa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
4.5 Biểu thức có logarit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
5 Đổi biến sang lượng giác . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
5.1 Dạng 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
5.2 Dạng 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
5.3 Dạng 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
5.4 Dạng 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
5.5 Dạng 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
6 Tích phân hàm hữu tỉ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
6.1 Tích phân chứa nhị thức . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
6.2 Tích phân chứa tam thức . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
6.3 Dạng tổng quát . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
7 Tích phân hàm lượng giác . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
7.1 Các công thức lượng giác . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
7.2 Dạng tổng quát . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
7.3 Các trường hợp đơn giản . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
7.4 Tích phân dạng hữu tỉ đối với hàm số lượng giác . . . . . . . . . . . 37
7.5 Dùng hàm phụ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
8 Tích phân hàm vô tỉ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
iv
8.1 Biểu thức có tam thức bậc hai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
8.2 Phép thế Eurle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
8.3 Dạng đặc biệt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
9 Tính tính phân bằng tính chất . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
9.1 Tích phân có cận đối nhau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
9.2 Tích phân có cận là radian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
10 Phương pháp tính tích phân từng phần . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
10.1 Dạng 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
10.2 Dạng 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
10.3 Phương pháp hằng số bất định . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
11 Các bài toán đặc biệt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
II ỨNG DỤNG CỦA TÍCH PHÂN 75
1 Tính diện tích hình phẳng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
1.1 Công thức tính . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
1.2 Các ví dụ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
2 Thể tích vật thể tròn xoay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
2.1 Hình phẳng quay quanh Ox . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
III BÀI TẬP TỔNG HỢP 81
1 Các đề thi tuyển sinh 2002-2014 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
2 Bài tập tổng hợp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
© Nguyễn Hồng Điệp v
I
TÍCH PHÂN
1. CÁC CÔNG THỨC Chương I. TÍCH PHÂN
1 Các công thức
1.1 Bảng các nguyên hàm thông dụng
0dx = C dx = x +C
xα
dx = xα+1
α+1
+C (ax +b)α
dx = 1
a
xα+1
α+1
+C
1
x
dx = ln|x|+C 1
ax+b
dx = 1
a
ln|ax +b|+C
ex
dx = ex
+C eax+b
dx = 1
a eax+b
+C
ax
dx = ax
lna +C u au
dx = au
lna +c
cosxdx = sinx +C cos(ax +b)dx = 1
a sin(ax +b)+C
sinxdx = −cosx +C sin(ax +b)dx = −1
a cos(ax +b)+C)
1
cos2x
dx = tanx +C 1
cos2ax
dx = tan(ax)+C
1
sin2x
dx = −cotx +C 1
sin2ax
dx = −cot(ax)+C
1.2 Tích phân xác định
Định nghĩa
Cho y = f (x) là một hàm số liên tục trên [a,b] và y = F(x) là một nguyên hàm của nó.
Tích phân xác định từ a đến b được định nghĩa và kí hiệu như sau:
b
a
f (x)dx = F(b)−F(a)
Tính chất
•
0
0
f (x)dx = 0,
a
a
f (x)dx = 0
•
b
a
k f (x)dx = k
b
a
f (x)dx
•
b
a
f (x)dx = −
a
b
f (x)dx
2 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương I. TÍCH PHÂN 2. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
•
b
a
f (x)± g(x) dx =
b
a
f (x)dx ±
b
a
g(x)dx
•
b
a
f (x)dx =
c
a
f (x)dx +
b
c
f (x)dx
• Nếu f (x) ≥ 0 trên [a;b] thì
b
a
f (x)dx ≥ 0
• Nếu f (x) ≥ g(x) trên [a;b] thì
b
a
f (x)dx ≥
b
a
g(x)dx
2 Phương pháp phân tích
Ví dụ 2.1. Tính các tích phân sau:
(a) I1 =
2
1
x2
−2x
x3
dx (b) I2 =
3
1
(x2
−1)2
x
dx
(c) I3 =
1
0
ex
+1
e2x
dx (d) I4 =
1
0
ex −1
2
dx
(e) I5 =
2
0
6x −3
x2 − x +5
dx
Giải
(a) Ta có: I1 =
2
1
1
x
−
2
x2
dx = ln|x|+
2
x
2
1
= ln2−1.
(b) Ta có: I2 =
3
1
x4
+2x2
+1
x
dx =
3
1
x3
+2x +
1
x
dx =
1
4
x4
+ x2
+ln|x|
3
1
= 28+ln3.
(c) Ta có: I3 =
1
0
1
ex
+
1
e2x
dx =
1
0
e−x
+e−2x
dx = −e−x
−
1
2
e−2x
1
0
=
3
2
−
1
e
−
1
2e2
.
(d) Ta có: I4 =
1
0
ex
−2 ex +1 dx =
1
0
ex
−2e
x
2 +1 dx ex
−4e
x
2 + x
1
0
= e −4 e +4.
(e) Ta có: I5 = 3
2
0
2x −1
x2 − x +5
dx = 3 ln|x2
− x +5|
2
0 (dạng
u
u
dx)
= 3ln
7
5
© Nguyễn Hồng Điệp 3
2. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH Chương I. TÍCH PHÂN
Ví dụ 2.2. Tính các tích phân sau:
(a) I1 =
1
0
x(1− x)2004
dx (b)I2 =
1
0
1
x −2− x −3
dx
Giải
(a) Ta có: I1 =
1
0
[(x −1)+1](x −1)2004
dx =
1
0
[(x −1)2005
+(x −1)2004
]dx
=
1
0
(x −1)2005
dx +
1
0
(x −1)2004
dx
=
(x −1)2006
2006
−
(x −1)2005
2005
1
0
= −
1
4022030
.
(b) Nhận xét: khi trục căn thức ta sẽ triệt tiêu được x ở mẫu.
Ta có: I2 =
1
0
x −1− x dx =
2
3
(x +1)
3
2 − x
3
2
4
3
=
4
3
( 2−1)
Bài toán tương tự
1.
4
3
1
x +2− x −3
dx. Đáp số: 2
15(6 6−5 5+1).
2.
π
2
−π
2
sin7x sin2x dx. Đáp số: 4
45
.
3.
π
2
π
6
1+sin2x +cos2x
sinx +cosx
dx. Đáp số: 1.
4.
π
4
0
sin2 π
4
− x dx. Đáp số: π−2
8 .
5.
π
2
0
sin4
x dx. Đáp số: 3π
16
6.
π
4
0
tan2
x dx. Đáp số: 1− π
4 .
7.
π
2
0
tan3
x dx. Đáp số: 3
2
−ln2.
4 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương I. TÍCH PHÂN 3. TÍCH PHÂN CHỨA TRỊ TUYỆT ĐỐI, MIN, MAX
8.
16
0
1
x +9− x
dx. Đáp số: 12.
9.
5
2
1
x +2+ x −2
dx. Đáp số:
10.
1
0
e2x
+
3
x +1
dx. Đáp số: e2
2 +3ln2− 1
2
11.
1
0
x
x + x2 +1
dx. Đáp số: −2
3
+ 2
3
2
3 Tích phân chứa trị tuyệt đối, min, max
1. Tính I =
b
a
|f (x)|dx ta xét dấu f (x) trên [a,b] để khử dấu giá trị tuyệt đối.
2. Tính I =
b
a
max[f (x),g(x)]dx,I =
b
a
min[f (x),g(x)]dx ta xét dấu hàm
h(x) = f (x)− g(x)
trên [a,b] để tìm min[f (x),g(x)], max[f (x),g(x)].
Ví dụ 3.1. Tính I =
2
0
|x2
− x|dx
Giải
Cho x2
− x = 0 ⇔ x = 0 ∨ x = 1
Bảng xét dấu
x
x2
+ x
0 1 2
0 − 0 +
Khi đó: I =
1
0
(−x2
+ x)dx +
2
1
(x2
− x)dx = 1
Ví dụ 3.2. Tính I =
2π
0
1+sinx dx
© Nguyễn Hồng Điệp 5
3. TÍCH PHÂN CHỨA TRỊ TUYỆT ĐỐI, MIN, MAX Chương I. TÍCH PHÂN
Giải
Ta có: I =
2π
0
1+sinx dx =
2π
0
sin
x
2
+cos
x
2
2
dx =
2π
0
sin
x
2
+cos
x
2
dx
Cho sin
x
2
+cos
x
2
= 0 ⇔ tan
x
2
= −1 ⇔ x = −
π
2
+k2π
Do x ∈ [0,2π] ta có x =
3π
2
Bảng xét dấu
x
sin x
2
+cos x
2
0 3π
2 2π
0 + 0 −
Khi đó: I =
3π
2
0
sin
x
2
+cos
x
2
dx +
2π
3π
2
− sin
x
2
+cos
x
2
dx
= 2 −cos
x
2
+sin
x
2
3π
2
0
+2 cos
x
2
−sin
x
2
2π
3π
2
= 4ln2.
Ví dụ 3.3. Tính I =
2
−1
(|x|−|x −1|)dx
Giải
Bảng xét dấu chung
x
x
x − 1
−1 0 1 2
− 0 + +
− − 0 +
Khi đó: I =
0
−1
(−x + x −1)dx +
1
0
(x + x −1)dx +
2
1
(x − x +1)dx
= −
0
−1
dx +
1
0
(2x −1)dx +
2
1
dx = 0.
Ví dụ 3.4. Tính I =
2
0
max{x2
,3x +2}dx
Giải
Xét hàm số h(x) = x2
−3x +2 trên [0,2]
Bảng xét dấu
x
h(x)
0 1 2
0 + 0 −
6 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương I. TÍCH PHÂN 3. TÍCH PHÂN CHỨA TRỊ TUYỆT ĐỐI, MIN, MAX
Do đó:
• Với x ∈ [0,1] thì max[x2
,3x +2] = x2
.
• Với x ∈ [1,2] thì max[x2
,3x +2] = 3x −2.
Khi đó: I =
1
0
x2
dx +
2
1
(3x −2)dx =
17
6
.
Bài toán tương tự
1.
2
−2
|x2
−1|dx. Đáp số: 4
2.
2
−3
|x2
−3x +2|dx. Đáp số: 59
2
3.
π
2
0
5−4cosx −4sinx dx. Đáp số: 2 3−2− π
6
4.
5
−5
(|x +2|−|x −2|)dx. Đáp số: 8
5.
1
−1
(|2x −1|−|x|)dx. Đáp số: 3
2
6.
1
−1
|x|
x4 − x2 −12
dx. Đáp số: 2
7
ln 3
4
7.
4
1
x2 −6x +9dx. Đáp số: 5
2
8.
1
−1
4−|x|dx. Đáp số: 2−(5− 3)
9.
1
−1
|x|− x dx. Đáp số: 2 2
3
10.
3
0
|2x
−4|dx. Đáp số: 4+ 1
ln2
.
11.
3
0
x3 −2x2 + x dx. Đáp số: 24+ 3+8
15
.
© Nguyễn Hồng Điệp 7
4. PHƯƠNG PHÁP ĐỔI BIẾN SỐ ĐƠN GIẢN Chương I. TÍCH PHÂN
12.
π
2
−π
2
|sinx|dx. Đáp số: 2.
13.
π
0
2+2cos2x dx. Đáp số: 4.
14.
π
0
1−sin2x dx. Đáp số: 2 2.
15.
2π
0
1+sinx dx. Đáp số: 4 2.
16.
2
0
max(x,x2
)dx. Đáp số: 55
6
.
17.
2
0
min(x,x3
)dx. Đáp số: 4
3
.
18.
π
2
0
min(sinx,cosx)dx
4 Phương pháp đổi biến số đơn giản
Thông thường khi gặp:
• Một căn thức ta đặt t là căn thức.
• Một phân thức ta đặt t là mẫu thức.
• Một hàm số lấy lũy thừa ta đặt t là biểu thức lấy lũy thừa.
• Một hàm số mũ ta đặt t là biểu thức ở trên mũ.
4.1 Dạng căn thức
Khi gặp hàm dưới dấu tích phân có chứa biểu thức dạng n
f (x) nói chung
trong nhiều trường hợp ta đặt t = n
f (x)
Ví dụ 4.1. Tính
1
0
x x2 +1dx
8 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương I. TÍCH PHÂN 4. PHƯƠNG PHÁP ĐỔI BIẾN SỐ ĐƠN GIẢN
Giải
Đặt t = x2 +1 ⇒ t2
= x2
+1 ⇒ x2
= t2
−1 ⇒ xdx = tdt
Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 1 ; x = 1 ⇒ t = 2
Khi đó: I =
1
0
x2 +1.x dx =
2
1
t.t dt
=
2
1
t2
dt =
t3
3
2
0
=
1
3
2 2−1
Lưu ý: một số học sinh thường quên đổi sang cận mới theo t. Bài này ta còn có thể giải
theo cách khác như ở Ví dụ 5.7 trang 20.
Ví dụ 4.2. Tính I =
3
0
x3
x2 +1dx
Giải
Đặt t = x2 +1 ⇒ x2
= 1− t2
⇒ xdx = −tdt
Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 0 ; x = 3 ⇒ t = 2
Khi đó: I =
3
0
x2
x2 +1.x dx =
2
0
(1− t)t(−t)dx =
2
0
(t3
− t2
)dx
=
t4
4
−
t3
3
2
0
=
4
3
Nhận xét: Trước khi đổi sang biến t ta có bước phân tích làm xuất hiện kết quả vi phân
xdx là x3
dx = x2
.xdx và ta thấy cần chuyển x2
theo biến t thì phép đổi biến mới thành
công.
Bài toán tương tự
1.
1
0
x −1
3x2 −6x +7
dx. Đápsố:2−7
3
2.
lnx
0
e2x
1+ex
dx. Đápsố:22
3
3.
5
1
2
x 2x −1dx. Đápsố:144
5
4.
6
2
1
2x +1+ 4x +1
dx. Đáp số: ln 3
2 − 1
6
© Nguyễn Hồng Điệp 9
4. PHƯƠNG PHÁP ĐỔI BIẾN SỐ ĐƠN GIẢN Chương I. TÍCH PHÂN
5.
π
2
0
1+4sinx cosx dx.
Ví dụ 4.3. Tính
3
1
3−2lnx
x 1+2lnx
dx
Giải
Đặt t = 1+2lnx ⇒ t2
= 1+2lnx ⇒ 2lnx = t2
−1 ⇒ tdt =
1
x
dx
Đổi cận: x = 1 ⇒ t = 1 ; x = 2 ⇒ t = 2
Khi đó: I =
3
1
3−2lnx
1+2lnx
·
1
x
dx =
2
1
(3− t2
+1)
t
· t dt =
2
1
(4− t2
)dt =
10 2
3
−
11
3
Bài toán tương tự
1.
e3
1
3−2lnx
x 1+2lnx
dx. Đáp số: 5
3
2.
e
1
1+3lnx ·lnx
x
dx (B-2004). Đáp số: 116
135
3.
e 7
1
lnx
3
1+ln2
x
x
dx. Đáp số: ln 3
2
− 1
3
Ví dụ 4.4. Tính I =
2 3
5
1
x 4+ x2
dx (A-2003)
Giải
Đặt t = 4+ x2 ⇒ x2
= t2
−4 ⇒ xdx = tdt
Đổi cận: x = 5 ⇒ t = 3 ; x = 2 3 ⇒ t = 4
Khi đó: I =
2 3
5
1
x 4+ x2
dx =
2 3
5
1
x2 4+ x2
· x dx
=
4
3
1
(t2 −4)t
· t dt =
4
3
1
t2 −4
· t dt =
4
3
1
t2 −4
dt
=
4
3
1
(t −2)(t +2)
dt =
1
4
4
3
1
t −2
−
1
t +2
dt
=
1
4
(ln|t −2|−ln|t +2|)|4
3 =
1
4
·ln
5
3
Nhận xét: khi ta phân tích làm xuất hiện vi phân xdx ta thấy hàm ban đầu chưa có kết
quả này do đó ta cần nhân tử và mẫu biểu thức dưới dấu tích phân cho x. Sau đó ta cần
chuyển x2
theo biến t thì phép đổi biến mới thành công.
10 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương I. TÍCH PHÂN 4. PHƯƠNG PHÁP ĐỔI BIẾN SỐ ĐƠN GIẢN
Bài toán tương tự
1.
ln8
ln3
1
1+ex
dx. Đáp số: ln 3
2
2.
ln2
0
ex −1dx
4.2 Biểu thức có chứa căn bậc khác nhau
Khi gặp hàm dưới dấu tích phân có chứa các biểu thức dạng
ax +b)
cx +d
m
n
,
...,
ax +b)
cx +d
r
s
ta đặt
ax +b)
cx +d
= tk
với k là mẫu số chung nhỏ nhất của các số
mũ
m
n
,...,
r
s
.
Ví dụ 4.5. Tính I =
63
0
1
3
x +1+ x +1
dx
Giải
Đặt x +1 = t6
⇒ x = t6
−1 ⇒ dx = 6t5
dt
Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 1 ; x = 63 ⇒ t = 2
Khi đó: I =
2
1
6t5
t3 + t2
dt = 6
2
1
t3
t +1
dt =
2
1
t2
− t +1−
1
t +1
dt = 11+6ln
2
3
Nhận xét: do 3
x +1 = (x +1)
1
3 , x +1 = (x +1)
1
2 và mẫu số chung của các số mũ
1
3
,
1
2
là 6
nên ta đổi biến x +1 = t6
.
Bài toán tương tự
1.
729
64
1
3
x − x
dx
2.
3
2
3 x −1
x +1
·
1
x +1
dx.
Hướng dẫn: đặt x+1
x−1
= t3
và kết hợp phương pháp giải mục 5.3 trang 19.
© Nguyễn Hồng Điệp 11
4. PHƯƠNG PHÁP ĐỔI BIẾN SỐ ĐƠN GIẢN Chương I. TÍCH PHÂN
4.3 Dạng phân thức 1
Khi gặp hàm dưới dấu tích phân có chứa biểu thức dạng
f (x)
g(x)
nói chung
trong nhiều trường hợp ta đặt t = g(x).
Ví dụ 4.6. Tính I =
4
0
2x +1
1+ 2x +1
dx
Giải
Đặt t = 1+ 2x +1 ⇒ t −1 = 2x +1
⇒ 2x +1 = (t −1)2
⇒ dx = (t −1)dt
Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 2 ; x = 4 ⇒ t = 4
Khi đó: I =
4
2
t −1
t
·(t −1)dt =
4
2
(t −1)2
t
dt =
4
2
t −2+
1
t
dt = 2+ln2
Nhận xét: bài này ta có thể đổi biến dạng căn thức t = 2x +1 nhưng sẽ phức tạp hơn,
cách đổi biến t = 1+ 2x +1 là phù hợp.
Ví dụ 4.7. Tính I =
1
0
x3
x2 +1
dx
Giải
Đặt t = x2
+1 ⇒ x2
= t −1 ⇒ xdx =
dt
2
Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 1 ; x = 1 ⇒ t = 2
Khi đó: I =
1
0
x2
x2 +1
· x dx =
2
1
t −1
t
·
1
2
dt =
1
2
2
1
1−
1
t
dx =
1
2
−
ln2
2
Nhận xét: bài này gọn nhất là giải bằng phương pháp Tích phân hàm hữu tỉ2 ở đây đưa
ra hướng giải khác để thấy nhiều cách tiếp cận một bài tích phân.
Bài toán tương tự
1.
π
2
0
sin3
x
1+cosx
dx
1Phương pháp giải tổng quát xem mục 6 trang 23
2Xem mục 6 trang 23
12 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương I. TÍCH PHÂN 4. PHƯƠNG PHÁP ĐỔI BIẾN SỐ ĐƠN GIẢN
4.4 Dạng biểu thức lũy thừa
Thông thường ta đặt t là biểu thức lấy lũy thừa.
Ví dụ 4.8. Tính I −
1
0
x3
(x4
−1)5
dx.
Giải
Đặt t = x4
−1 ⇒ dt = 4x3
dx ⇒ x3
dx =
1
4
x3
Đổi cận: x = 0 ⇒ t = −1 ; x = 1 ⇒ t = 0
Khi đó: I =
1
4
0
−1
t5
dt =
1
24
t6
0
−1
= −
1
24
.
Nhận xét: do (x4
) = 4x3
nên ta khử được x3
trong đề bài.
Bài toán tương tự
1.
1
0
x3
(1+ x4
)3
dx. Đáp số: 15
16
.
2.
1
0
x3
(1− x3
)6
dx. Đáp số: 1
168
.
3.
1
0
x3
(1− x)2014
dx
4.5 Biểu thức có logarit
Dạng thường gặp là biểu thức chứa
1
x
và lnx. Ta thường đổi biến t = lnx hoặc
t = biểu thức chứa lnx.
Ví dụ 4.9. Tính các tích phân sau:
(a) I1 =
e
1
(1+lnx)2
x
dx (b) I2 =
e
1
lnx.
3
1+ln2
x
x
dx
Giải
(a) Đặt t = 1+lnx ⇒ dt =
1
x
Đổi cận: x = 1 ⇒ t = 1 ; x = e ⇒ t = 2
Khi đó: I1 =
2
1
t2
dt =
t3
3
2
1
=
7
3
.
© Nguyễn Hồng Điệp 13
5. ĐỔI BIẾN SANG LƯỢNG GIÁC Chương I. TÍCH PHÂN
(b) Đặt t =
3
1+ln2
x ⇒ t3
= 1+ln2
x ⇒ 3t2
dt = 2·
lnx
x
dx ⇒
lnx
x
dx =
3
2
· t2
dt
Đổi cận: x = 1 ⇒ t = 1 ; x = e ⇒ t =
3
2
Khi đó: I2 =
3
2
3
2
1
t3
dt =
3
8
· t4
3
2
1
=
3
8
(
3
16−1)
Bài toán tương tự
1.
e2
e
1
x lnx
dx. Đáp số: ln2
2.
3
0
ln x + x2 +1
x2 +1
dx.
3.
e
1
1
x 9−ln2
x
dx
4.
e
1
1+lnx
2x
dx. Đáp số: 2 2−1
3
5.
e3
1
1
x 1+lnx
dx. Đáp số: 2.
5 Đổi biến sang lượng giác
ĐỔI BIẾN SANG LƯỢNG GIÁC
Hàm dưới dấu tích phân Đổi biến Điều kiện
1 a2 − x2 x = a sint t ∈ −π
2
, π
2
x = a cost t ∈ [0,π]
2 x2 − a2 x = a
sint t ∈ −π
2 , π
2 {0}
x = a
cost t ∈ [0,π]{π
2 }
3 a2
+ x2 k
x = a tant t ∈ −π
2
, π
2
x = a cott t ∈ (0,π)
4 a+x
a−x
hoặc a−x
a+x
x = a cos2t t ∈ 0, π
2
5 (x − a)(b − x) x = a +(b − a)sin2
t t ∈ 0, π
2
14 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương I. TÍCH PHÂN 5. ĐỔI BIẾN SANG LƯỢNG GIÁC
5.1 Dạng 1
Biểu thức dưới dấu tích phân có dạng a2 − x2, a > 0, với bài tập có dạng này
ta đặt
• x = a sint,t ∈ −
π
2
,
π
2
• x = a cost,t ∈ [0,π]
Ví dụ 5.1. Tính I =
3
−1
4− x2 dx
Giải
Đặt x = 2sint,t ∈
−π
2
,
π
2
⇒ dx = 2costdt
Đổi cận: x = −1 ⇒ t =
−π
6
; x = 3 ⇒ t =
π
3
Khi đó: I =
π
3
−π
6
4−4sin2
t ·2cost dt = 4
π
3
−π
6
cost cos2 t dt
Do t ∈ −
π
6
,
π
3
⇒ cost > 0 ⇒ cost = cost
I =
π
3
−π
6
4cos2
t dt = 2
π
3
−π
6
(1+cos2t)dt
= 2
π
3
−π
6
dt +2
π
3
−π
6
cos2
t dt = π+ 3
Nhận xét: mặc dầu hàm dưới dấu tích phân có căn thức nhưng nếu đặt t = 4− x2 thì
sẽ gặp khó khăn do:
1. Từ t2
= 4− x2
⇒ tdt = −xdx nhưng dưới dấu tích phân chỉ có dx nếu làm xuất hiện
vi phân xdx thì ta phải chia cho x. Trong khi đó cận tích phân từ −1 đến 3 có
chứa x = 0 khi đó phép chia không hợp lệ.
2. Khi đổi sang biến t cần tính t theo x lại xuất hiện dấu căn mới, bài toán sau phức
tạp hơn bài toán trước. (∗.∗)
Đây là Ví dụ chứng tỏ không phải cứ thấy f (x) là đổi biến t = f (x). Có thể không
thành công.
Ví dụ 5.2. Tính I =
3
2
−3 2
2
1
9− x2 3
dx
© Nguyễn Hồng Điệp 15
5. ĐỔI BIẾN SANG LƯỢNG GIÁC Chương I. TÍCH PHÂN
Giải
Đặt x = 3cost với t ∈ [0,π]
⇒ dx = −3sintdt
Đổi cận: x = −
3 2
2
⇒ t =
3π
4
; x =
3
2
⇒ t =
π
3
Khi đó I =
π
3
3π
4
−3sint
9sin2
t
3
dt =
3π
4
π
3
3sint
33 ·|sin3
t|
dt
Do t ∈ π
3
, 3π
4
⇒ sint > 0 ⇒ |sin3
t| = sin3
t
=
3π
4
π
3
3sint
33 ·sin3
t
dt =
1
9
3π
4
π
3
1
sin2
t
dt = −
1
9
cott
3π
4
π
3
=
3+3
27
Nhận xét: trong bài này nếu đặt t = 9− x2 3
là không thích hợp.
Bài toán tương tự
1.
3
2
0
1
9− x2 3
dx. Đáp số: 1
9 3
2.
1
0
1− x2 3
dx. Đáp số: 3π
16
3.
2
2
0
x2
1− x2
dx. Đáp số: π
8 − 1
4
4.
1
0
x2
+1
4− x2
dx. Đáp số: π
2
− 3
2
5.
1
2
2
1− x2
x2
dx. Đáp số: 1− π
4
6.
2
0
x2
4− x2
dx. Đáp số: π
2 −1
Dạng tổng quát
Biểu thức dưới dấu tích phân có dạng a2 −b2x2, a > 0, với bài tập có dạng
này ta đặt
16 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương I. TÍCH PHÂN 5. ĐỔI BIẾN SANG LƯỢNG GIÁC
• x =
a
b
sint,t ∈ −
π
2
,
π
2
• x =
a
b
cost,t ∈ [0,π]
Bài tập
1.
1
0
x2
4−3x2 dx. Đáp số: 2 3π
27 + 1
12 .đặt:x=2
3
sint
2.
1
0
1
−x2 +2x +3
dx.
Đáp số: π
6
.Hd:I=
1
0
dx
4−(x−1)2
.Đặtx−1=2sint
3.
3−1
−1
1
x2 +2x +2
dx. Đáp số: π
3
5.2 Dạng 2
Biểu thức dưới dấu tích phân có dạng x2 − a2, a > 0, với bài tập có dạng này
ta đặt
• x =
a
sint
,t ∈ 0,
π
2
• x =
a
cost
cost,t ∈ 0,
π
2
Ví dụ 5.3. Tính
6
3 2
1
x x2 −9
dx
Giải
Đặt x =
3
sint
với t ∈ 0,
π
2
⇒ dx = −
3cost
sin2
x
dt
Đổi cận: x = 3 2 ⇒ t =
π
4
; x = 6 ⇒ t =
π
6
Khi đó: I =
π
6
π
4
−3cost
sin2
x ·
3
sint
·
9
sin2
t
−9
dt =
π
4
π
3
cost
3sint ·
cos2
t
sin2
t
dt
=
1
3
π
4
π
6
cost
sint ·
cost
sint
dt =
1
3
π
4
π
6
dt =
π
36
© Nguyễn Hồng Điệp 17
5. ĐỔI BIẾN SANG LƯỢNG GIÁC Chương I. TÍCH PHÂN
Nhận xét: bài này ta còn có thể đổi biến t = x2 +9 sẽ xuất hiện tích phân có dạng
3 3
3
1
t2 +9
dt ta áp dụng phương pháp giải ở mục 5.3 trang 19.
Ví dụ 5.4. Tính
2
2
1
1
4x2 −1
dx
Giải
Đặt x =
1
2cost
, t ∈ 0,
π
2
⇒ dx =
sint
2cos2 t
dt
Đổi cận: x = 1 ⇒ t =
π
3
; x =
2
2
⇒ t =
π
4
Khi đó: I =
π
4
π
3
1
cost
dt
Đặt u = sint ⇒ du = costdt
Đổi cận: t =
π
3
⇒ u =
3
2
; t =
π
4
⇒ u =
2
2
Khi đó: I =
π
4
π
3
1
cos2 t
·cost dt =
π
4
π
3
1
sin2
t −1
·cost dt
=
2
2
3
2
1
u2 −1
du =
1
2
2
2
3
2
1
u −1
−
1
u +1
du
=
1
2
ln
2+1
3+1
Nhận xét: phép đổi biến sang lượng giác trong bài này là phù hợp nhưng đây chưa phải
là cách làm hiệu quả nhất, nếu ta đổi biến theo hướng khác t = 2x + 4x2 −1 thì bài giải
gọn hơn nhiều. Qua đó cho thấy một bài tích phân có nhiều cách giải khác nhau, tìm
được lời giải đẹp đòi hỏi nhiều về kinh nghiệm và khả năng suy luận của mỗi người.
Bài toán tương tự
1.
2
2
0
1
1− x2
dx. Đáp số: 1
2
ln 2+1
3+1
2.
2
2
3
1
x x2 −1
dx. Đáp số: π
12
18 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương I. TÍCH PHÂN 5. ĐỔI BIẾN SANG LƯỢNG GIÁC
3.
4
3
2
x2 −4
x3
dx. Đáp số: π
48 − 3
32
5.3 Dạng 3
Biểu thức dưới dấu tích phân có dạng a2
+ x2 k
, a > 0, với bài tập có dạng
này ta đặt
• x = a tant,t ∈ −
π
2
,
π
2
• x = a cott,t ∈ (0,π)
Ví dụ 5.5. Tính
3 3
3
1
x2 +9
dx
Giải
Đặt x = 3tant,t ∈ −
π
2
,
π
2
⇒ dx =
3
cos2 t
dt
Đổi cận: x = 3 ⇒ t =
π
4
; x = 3 3 ⇒ t =
π
3
Khi đó: I =
π
3
π
4
1
9tan2 t +9
·
3
cos2 t
dt =
1
3
π
3
π
4
1
1+tan2 cos2 t
dt
=
1
3
π
3
π
4
1
cos2 t
·cos2
t dt =
1
3
π
3
π
4
dt =
π
36
Ví dụ 5.6. Tính
2
0
1
x2 +4
dx
Giải
Đặt x = 2cott,t ∈ (0,π)
⇒ dx =
2
cos2 t
dt
Đổi cận: x = 0 ⇒ t =
π
2
; x = 2 ⇒ t =
π
4
Khi đó: I =
π
4
0
1
4cot2 t +4
·
2
sin2
t
dt =
1
2
π
4
0
1
1+cot2 sin2
t
dt
=
1
2
π
4
0
1
sin2
t
·sin2
t dt =
1
2
π
4
0
dt =
π
8
© Nguyễn Hồng Điệp 19
5. ĐỔI BIẾN SANG LƯỢNG GIÁC Chương I. TÍCH PHÂN
Ví dụ 5.7. Tính
1
0
x 1+ x2 dx
Giải
Đặt x = tant,t ∈ −
π
2
,
π
2
⇒ dx =
1
cos2 t
dt
Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 0 ; x = 1 ⇒ t =
π
4
Khi đó: I =
π
4
0
tant 1+tan2 t ·
1
cos2 t
dt =
π
4
0
sint
cost
·
1
cost
·
1
cos2 t
dt
=
π
4
0
sint
cos4 t
dt = ··· =
1
3
2 2−1
Nhận xét: đây là cách giải đúng và dĩ nhiên có thể chấp nhận được nhưng ta còn có
cách giải khác ngắn gọn hơn ở Ví dụ 4.1 trang 8. Phép đổi biến x = tant có thể dùng
được nhưng không thích hợp trong trường hợp này.
Bài toán tương tự
1.
1
0
1
1+ x2 3
dx. Đáp số: 3π
32 + 1
4
2.
2
0
1
x2 +4
2
dx. Đáp số: 1
32
π
2
+1
3.
3
− 3
3
1
1+ x2 3
dx. Đáp số: 3+1
2
4.
3
1
1+ x2
x2
dx. Đáp số: ln 2+ 3 2−1 + 3 3−2 3
3
Dạng tổng quát
Biểu thức dưới dấu tích phân có dạng a2
+b2
x2 k
, với bài tập có dạng này ta
đặt
• x =
a
b
tant,t ∈ −
π
2
,
π
2
• x =
a
b
cott,t ∈ (0,π)
20 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương I. TÍCH PHÂN 5. ĐỔI BIẾN SANG LƯỢNG GIÁC
Ví dụ 5.8. Tính I =
1
0
1
1+3x2 2
dx
Giải
Đặt x =
1
3
,t ∈ −
π
2
,
π
2
⇒ dx =
1
3
1+tan2
t dt
Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 0 ; x = 1 ⇒ t =
π
3
Khi đó: I =
π
3
0
1
1+tan2 2
·
1
3
1+tan2
t dt =
1
3
π
3
0
1
1+tan2 t
dt
=
1
3
π
3
0
cos2
t dt =
1
2 3
π
3
0
(1+cost)dt =
π
6 3
+
1
8
Bài toán tương tự
1.
3 3
3
0
x2
4x2 +9
2
dx. Đáp số: 1
48
π
3
− 3
4
2.
0
−1
2
1
2x2 +2x +1
dx. Đáp số: π
4
3.
1
0
x
x4 + x2 +1
dx. Đáp số: π 3
18
5.4 Dạng 4
Biểu thức dưới dấu tích phân có dạng
a + x
a − x
hoặc
a − x
a + x
, với bài tập có
dạng này ta đặt x = a cos2t,t ∈ 0,
π
2
Ví dụ 5.9. Tính I =
1
−1
1+ x
1− x
dx
Đặt x = cos2t,t ∈ 0,
π
2
⇒ dx = −2sin2t
Đổi cận: x = −1 ⇒ t =
π
2
; x = 0 ⇒ t =
π
4
© Nguyễn Hồng Điệp 21
5. ĐỔI BIẾN SANG LƯỢNG GIÁC Chương I. TÍCH PHÂN
Khi đó: I =
π
2
π
4
1+cos2t
1−cos2t
·(−2sin2t)dt =
π
2
π
4
cot2 t ·(−2sin2t)dt
=
π
2
π
4
cott (−2sin2t)dt =
π
2
π
4
−4cos2
t dt = −2
π
2
π
4
(1+cos2t)dt = −2−
π
2
Bài toán tương tự
1.
1
0
1− x
1+ x
dx. Đáp số: π
2
−1
2.
2
0
2+ x
2− x
dx. Đáp số: π
2
+2− 2
5.5 Dạng 5
Biểu thức dưới dấu tích phân có dạng (x − a)(b − x), với bài tập có dạng này
ta đặt x = a +(b − a)sin2
t,t ∈ 0,
π
2
Ví dụ 5.10. Tính I =
3
2
5
4
(x −1)(x −2)dx
Giải
Đặt x = 1+sin2
t,t ∈ 0,
π
2
⇒ dx = 2sintdt
Đổi cận: x =
5
4
⇒ t =
π
6
; x =
3
2
⇒ t =
π
4
Khi đó: I =
1
2
π
4
π
6
sin2
2t dt =
1
4
π
4
π
6
1−cos4t dt =
π
48
+
3
32
Bài tập tổng hợp
1.
2
2
3
1
x x2 −1
dx. Đáp số: π
12
22 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương I. TÍCH PHÂN 6. TÍCH PHÂN HÀM HỮU TỈ
6 Tích phân hàm hữu tỉ
6.1 Tích phân chứa nhị thức
Dạng I =
1
(ax +b)n
dx ta đổi biến t = ax +b
6.2 Tích phân chứa tam thức
Dạng 1
I =
1
ax2 +bx +c
dx, xét các trường hợp của ∆ = b2
−4ac
1. ∆ > 0
Khi đó: I =
1
a(x − x1)(x − x2)
dx
=
1
a(x1 − x2)
1
x − x1
−
1
x − x2
dx
2. ∆ = 0
Khi đó: I =
1
a
1
(x − x0)2
dx (tích phân hàm chứa nhị thức).
3. ∆ < 0
Khi đó: I =
1
a
1
(x + A)2 +B2
dx (đổi biến sang lượng giác3 xem mục 5 trang 14).
Ví dụ 6.1. Tính I =
3−1
−1
1
x2 +2x +2
dx
Giải
Ta có: I =
3−1
−1
1
(x +1)2 +1
dx
Đặt x +1 = tant,t ∈ −
π
2
,
π
2
⇒ dx = (1+ t2
)dt
Đổi cận: x = −1 ⇒ t = 0 ; x = 3−1 ⇒ t =
π
3
Khi đó: I =
π
3
0
(1+ t2
)
(1+ t2)
dt =
π
3
0
dt =
π
3
.
3Dạng 3
© Nguyễn Hồng Điệp 23
6. TÍCH PHÂN HÀM HỮU TỈ Chương I. TÍCH PHÂN
Bài toán tương tự
(a)
1
0
1
2x2 +5x +2
dx (b)
−1
−2
1
x2 +2x +5
dx
(c)
2
5
4
1
2x2 −5x +7
dx (d)
4
3
1
x2 −7x +10
dx
(e)
2
0
1
4x2 −24x +36
dx (f)
1
0
x
x4 −2x2 +2
dx
(g)
4
2
2x
x4 −3x2 +2
dx (h)
π
2
π
6
cosx
sin2
x −6sinx +2
dx
(i)
π
6
0
1
3sin2
x −6sinx cosx +5cos2 x
dx
Dạng 2
Tích phân có dạng I =
mx +n
ax2 +bx +c
dx ta phân tích
mx +n = A(ax2
+bx +c) +B
từ đó ta đưa được về các dạng tích phân biết cách giải.
Ví dụ 6.2. Tính I =
3
4
2x +3
x2 −3x +2
dx
Giải
Phân tích: 2x +3 = A(2x −3)+B = 2Ax −3A +B
Đồng nhất hệ số hai vế ta được:
2A = 2
−3A +B = 3
⇔
A = 1
B = 6
Khi đó: I =
3
4
(2x −3)+6
x2 −3x +2
dx =
3
4
2x −3
x2 −3x +2
dx +6
3
4
1
x2 −3x +2
dx
= I1 + I2
• I1 =
3
4
2x −3
x2 −3x +2
dx = ln|x2
−3x +2|
3
4 = ln
5
6
24 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương I. TÍCH PHÂN 6. TÍCH PHÂN HÀM HỮU TỈ
6.3 Dạng tổng quát
Phân tích phân thức
Cho f (x) là đa thức bậc bé hơn n khi đó ta có phân tích
•
f (x)
(x − a)n
=
A1
(x − a)n
+
A2
(x − a)n−1
+···+
An+1
a − a
•
f (x)
(x − a)m(x −b)n
=
A1
(x − a)m
+
A2
(x − a)m−1
+···
Am+1
x − a
+
A1
(x −b)n
+···+
An+1
x −b
Ta qui đồng, khử mẫu và xác định các hệ số Ai bằng phương pháp đồng nhất thức hoặc
trị số riêng.
Ví dụ 6.3.
1.
x +2
(x −2)2
=
A
(x −2)2
+
B
x −2
=
A +B(x −2)
(x −2)2
Cho x +2 = A +B(x −2). Lần lượt cho x = 0,2 ta được hệ phương trình:
A −2B = 2
A = 4
⇔
A = 4
B = 1
2. f (x) =
x2
−4x
x3 −4x2 +5x −2
Ta có: x3
−4x2
+5x −2 = (x −1)2
(x −2)
Do đó: f (x) =
x2
−4x
(x −1)2(x −2)
=
A
(x −1)2
=
B
x −1
=
C
x −2
Qui đồng mẫu số và khử mẫu hai vế ta được:
x2
−4x = A(x −2)+B(x −1)(x −2)+C(x −1)2
Lần lượt cho x = 1,2,0 ta được hệ phương trình:



B +C = 1
A −3B −2C = 4
−2A +2B +C = 0
⇔



A = 3
B = 5
C = −4
Dạng tổng quát
Để tính bài toán tích phân có dạng phân thức 4 I =
f (x)
g(x)
dx ta thực hiện theo các bước:
1. Xét xem
f (x)
g(x)
đã là phân thức thực sự chưa. Cụ thể:
(a) Nếu bậc f (x) nhỏ hơn bậc của g(x) ta đã có phân thức thực sự.
4Ta chỉ xét trường hợp mẫu có nghiệm
© Nguyễn Hồng Điệp 25
6. TÍCH PHÂN HÀM HỮU TỈ Chương I. TÍCH PHÂN
(b) Nếu bậc của f (x) lớn hơn hoặc bằng bậc của g(x) ta chia f (x) cho g(x) để làm
xuất hiện phân thức thật sự.
2. Căn cứ vào dạng tích của mẫu thức mà ta phân tích thành tổng các phân thức đơn
giản.
Ví dụ 6.4. Tính I = 34
x2
−4x
x3 −4x2 +5x −2
Giải
Ta có:
x2
−4x
x3 −4x2 +5x −2
là phân thức thật sự. Cách phân tích đã xét trong Ví dụ 6.3 trang
62.
Khi đó: I =
4
3
3
(x −1)2
+
5
x −1
−
4
x −2
dx
= −
3
x −1
+5ln|x −1|−4ln|x −2|
4
3
=
1
2
+5ln
3
2
−4ln2.
Nhận xét:
1) Biểu thức x4
+ a4
(a > 0) được phân tích thành
x4
− a4
= x2
+ 2ax + a2
x2
− 2ax + a2
2) Phương pháp trên giải quyết bài toán tích phân hàm hữu tỉ nhưng nói chung còn dài
dòng. Khi ta kết hợp với các phương pháp khác thì bài toán được giải quyết gọn
hơn.
Bài toán tương tự
1.
2
1
1
x3 + x
dx. Đáp số: −1
8
ln 5
16
+ln2− 1
2
ln 5
2
.
2.
3
2
x3
−2
x3 − x
dx. Đáp số: 1−2ln 3
2 + 3
2 ln2+ 1
2
4
3.
3.
1
0
x +4
x3 +6x2 +11x +6
dx. Đáp số: 3
2
ln2−2ln 3
2
+ 1
2
ln 4
3
4.
3
2
0
1
(1− x2)2
dx. Đáp số: −1
2
ln(2− 3)+ 3+ 3
2
.
5.
2
1
1− x5
x + x6
dx.
26 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương I. TÍCH PHÂN 7. TÍCH PHÂN HÀM LƯỢNG GIÁC
6.
1
0
x4
x4 −16
dx. Đáp số:1− 1
2 ln3−arctan 1
2
7.
1
0
19
16 x2
+ x +1
(x2 +4)(x2 +2x +5)
dx. Đáp số: 1
4
ln 25
32
− 52
34
arctan 1
2
7π
128
.
8.
1
0
x2
−1
x4 +1
dx. Đáp số: 1
2 2
ln 2− 2
2+ 2
7 Tích phân hàm lượng giác
7.1 Các công thức lượng giác
(a). Công thức cộng
sin(a +b) = sina cosb +sinb cosa cos(a +b) = cosa cosb −sina sinb
sin(a −b) = sina cosb −sinb cosa cos(a −b) = cosa cosb +sina sinb
tan(a +b) =
tana +tanb
1−tana tanb
tan
π
4
+ x =
1+tanx
1−tanx
tan(a −b) =
tana −tanb
1+tana tanb
tan
π
4
− x =
1−tanx
1+tanx
(b). Công thức nhân
• Công thức nhân đôi
sin2x = 2sinx cosx cos2x = cos2
x −sin2
x
=2cos2
x −1 = 1−2sin2
x
tan2x =
2tanx
1−tan2 x
cot2x =
cot2
x −1
2cotx
• Công thức hạ bậc
sin2
x =
1−cos2x
2
cos2
x =
1+cos2x
2
tan2
x =
1−cos2x
1+cos2x
• Công thức nhân ba
sin3x = 3sinx −4sin3
x tan3x =
3tanx −tan3
x
1−tan2 x
cos3x = 4cos3
x −3cosx
(c). Công thức theo tan x
2
Đặt t = tan x
2 thì
© Nguyễn Hồng Điệp 27
7. TÍCH PHÂN HÀM LƯỢNG GIÁC Chương I. TÍCH PHÂN
sinx =
2t
1+ t2
tanx =
2t
1− t2
cosx =
1− t2
1+ t2
(d). Công thức biến đổi tổng thành tích
sin(a +b) = 2sin
a +b
2
cos
a −b
2
cos(a +b) = 2cos
a +b
2
cos
a −b
2
sin(a −b) = 2cos
a +b
2
sin
a −b
2
cos(a −b) = −2sin
a +b
2
sin
a −b
2
tan(a +b) =
sin(a +b)
cosa cosb
cot(a +b) =
sin(a +b)
sina sinb
tan(a −b) =
sin(a −b)
cosa cosb
cot(a −b) =
sin(a −b)
sina sinb
sina +cosa = 2sin a +
π
4
sina −cosa = 2sin a −
π
4
= 2cos a −
π
4
= − 2cos a −
π
4
(e). Công thức biến đổi tích thành tổng
sina.sinb =
1
2
[cos(a −b)−cos(a +b)] cosa.cosb =
1
2
[cos(a −b)+cos(a +b)]
sina.cosb =
1
2
[sin(a −b)+sin(a +b)]
7.2 Dạng tổng quát
Khi gặp tích phân hàm lượng giác trong trường hợp tổng quát ta có thể đổi biến
t = tan
x
2
. Khi đó:
dx =
2dt
1+ t2
;sinx =
2t
1+ t2
;cosx =
1− t2
1+ t2
Ví dụ 7.1. Tính I =
π
2
0
1
4+5sinx
dx
Giải
Đặt t = tan
x
2
⇒ sinx =
2t
1+ t2
⇒ dx =
2tdt
1+ t2
Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 0 ; x =
π
2
⇒ t = 1
Khi đó: I =
1
0
1
4+5·
2t
1+ t2
·
2
1+ t2
dt =
1
0
1
2t2 +5t +2
dt
28 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương I. TÍCH PHÂN 7. TÍCH PHÂN HÀM LƯỢNG GIÁC
=
1
0
1
2(t +2) t + 1
2
dt =
1
3
1
0
1
t + 1
2
−
1
t +2
dt
=
1
3
ln t + 1
2
−ln|t +2|
1
0
=
1
3
ln2.
Ví dụ 7.2. Tính I =
π
2
0
1
sin2
x +2sinx cosx −cos2 x
dx
Giải
Ta có: I =
π
2
0
1
1−cos2x
2
+sin2x −
1+cos2x
2
dx =
π
2
0
1
sin2x −cos2x
dx
Đặt t = tanx ⇒ sin2x =
2t
1+ t2
và cos2t =
1− t2
1+ t2
⇒ dx =
dt
1+ t2
Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 0 ; x =
π
4
⇒ t = 1
Khi đó: I =
1
0
1
2t
1+ t2
−
1− t2
1+ t2
·
1
1+ t2
dt =
1
0
1
t2 +2t +1
dt
=
1
0
1
(t + 2−1)(t − 2−1)
dt = −
1
2 2
ln
2+ t −1
2− t −1
1
0
= ··· (ˆ.ˆ).
7.3 Các trường hợp đơn giản
Phương pháp tổng quát giải bài toán tích phân hàm lượng giác là đổi biến t = tan
x
2
nhưng trong một số trường hợp phương pháp này trở nên phức tạp, dài dòng. Ta có
cách giải riêng đối với một số dạng đặc biệt.
Dạng 1
• Hàm số là lẻ đối với sin ta đặt t = cosx.
• Hàm lẻ đối với cos ta đặt t = sinx.
Ví dụ 7.3.
1. Xét hàm f (sinx,cosx) = cos3
x sin2
x
Ta có: f (sinx,−cosx) = (−cosx)3
sin2
x = −cos3
x sin2
x
= −f (sinx,cosx)
⇒ Đây là trường hợp hàm lẻ đối với cos
© Nguyễn Hồng Điệp 29
7. TÍCH PHÂN HÀM LƯỢNG GIÁC Chương I. TÍCH PHÂN
2. Xét hàm số f (sinx,cosx) = (sinx +sin3
x)cosx
Ta có: f (−sinx,cosx) = −sinx +(−sinx)3
cosx
= (−sinx −sin3
x)cosx = −(sinx +sin3
x)cosx
= −f (sinx,cosx)
⇒ Đây là trường hợp hàm lẻ đối với sin
Ví dụ 7.4. Tính tích phân sau:
(a) I =
π
2
0
cos3
x sin2
x dx
(b) I =
π
2
0
sin2x cosx
1+cosx
dx
Giải
(a) Đặt t = sinx ⇒ cos2
x = 1− t2
⇒ dt = cosxdx
Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 0 ; x =
π
2
⇒ t = 1
Khi đó: I =
π
2
0
cos2
x.sin2
x.cosx dx =
1
0
1− t2
t2
dt
=
1
0
t2
− t4
dt =
t3
3
−
t5
5
1
0
=
2
15
(b) Nhận xét:
sin2x cosx
1+cosx
=
2sinx cos2
x
1+cosx
đây là trường hợp hàm lẻ đối với sin.
Đặt t = cosx ⇒ sin2
x = cosx
⇒ sinxdx = −dt
Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 1 ; x =
π
2
⇒ t = 0
Khi đó: I =
π
2
0
2sinx cos2
x
1+cosx
dx = −
1
0
2t2
1+ t
dt
= 2
1
0
t −1+
1
t +1
dt = 2
t2
2
− t +ln(1+ t)
1
0
= 2ln2−1
Bài toán tương tự
1.
π
2
0
sin3
x cos5
x dx. Đáp số: 1
24
30 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương I. TÍCH PHÂN 7. TÍCH PHÂN HÀM LƯỢNG GIÁC
2.
π
2
0
cos5
x dx. Đáp số: 8
15
3.
π
2
0
cosx
sin3
x dx
4.
π
2
0
cosx
7+cos2x
dx. Đáp số:π 2
12
Dạng 2
Hàm bậc chẵn đối với sin và cos.
Đặt t = tanx ⇒ dx =
dt
1+ t2
Công thức thường sử dụng: cos2
x =
1
1+ t2
; sinx =
t2
1+ t2
Ví dụ 7.5. Tính tích phân sau
(a) I =
π
4
0
tan5
x dx
(b) I =
π
3
π
4
1
sin2
x cos4 x
dx
Giải
(a) Nhận xét: hàm tan5
x =
sin5
x
cos5 x
là hàm chẵn đối với sinx,cosx
Đặt t = tanx ⇒ dx =
1
1+ t2
dt
Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 0 ; x =
π
4
⇒ t = 1
Khi đó: I =
1
0
t5
1+ t2
dt =
1
0
t3
− t +
t
t2 +1
dt =
t4
4
−
t2
2
+
1
2
ln t2
+1
1
0
= −
1
4
+
1
2
ln2.
(b) Đặt t = tanx ⇒ dt = 1+tan2
x dx ⇒ dt = 1+ t2
dx
⇒ dx =
1
1+ t2
dt
Ta được: sin2
x =
t2
1+ t2
và cos2
x =
1
1+ t2
© Nguyễn Hồng Điệp 31
7. TÍCH PHÂN HÀM LƯỢNG GIÁC Chương I. TÍCH PHÂN
Khi đó I =
3
1
1
t2
1+ t2
·
1
1+ t2
2
·
1
1+ t2
dt =
3
0
1+ t2 2
t2
dt
=
3
0
t4
+2t2
+1
t2
dt =
3
0
t2
+2+
1
t2
dt
=
t3
3
+2t −
1
t
3
1
=
−4+4 3
3
Bài toán tương tự
1.
π
2
π
4
cotx +1
sin4
x
dx. Đáp số: 25
12
2.
π
2
π
6
cos3
x
sinx
dx. Đáp số: 8
5 − 19
10 2
3.
π
4
0
1
cosx
dx. Đáp số: ln 2+ 2
2− 2
1
2
4.
π
2
0
cos5
x dx. Đáp số: 8
15
5.
π
4
π
6
1
sin3
c cosx
dx. Đáp số: 1+ln3
6.
π
2
π
4
cot6
x dx. Đáp số: 13
15 − π
4
7.
π
4
0
1
sinx
+2sinx cosx −8cos2 x
dx. Đáp số: 1
6 ln 2
5
Dạng 3
Dạng I =
b
a
sinm
cosn
dx trong đó m,n là các số nguyên dương chẵn. Loại này là trường
hợp đặc biệt của Dạng 2 nhưng ta có thể giải gọn hơn bằng cách:
32 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương I. TÍCH PHÂN 7. TÍCH PHÂN HÀM LƯỢNG GIÁC
1. Nhóm lũy thừa chung của sinx và cosx để sử dụng công thức sinx cosx =
1
2
sin2x.
2. Phần còn lại dùng cos2
x =
1+cos2x
2
và sin2
x =
1−cos2x
2
để giảm dần bậc của
sinx,cosx.
Ví dụ 7.6. Tính I =
π
2
0
cos4
x sin2
x dx
Giải
Ta có: I =
π
2
0
cos2
x sin2
x.cos2
x dx =
1
4
π
2
0
sin2
2x cos2
x dx
=
1
4
π
2
0
sin2
2x
1+cos2x
2
dx =
1
8
π
2
0
sin2
2x +sin2
2x cos2x dx
=
1
8
π
2
0
sin2
2x dx +
1
8
π
2
0
sin2
2x cos2x dx = I1 + I2
• I1 =
1
8
π
2
0
sin2
2x dx =
1
16
π
2
0
(1−cos4x)dx =
1
16
x −
sin4x
4
π
2
0
=
π
32
• I2 =
1
8
π
2
0
sin2
2x cos2x dx
Đặt t = sin2x ⇒ cos2xdx =
1
2
dt
Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 0 ; x = π
2 ⇒ t = 0
⇒ I2 = 0
Vậy I =
π
32
Bài toán tương tự
1)
π
2
0
sin2
x cos4
x dx 2)
π
4
0
sin2
x cos2
x dx
3)
π
2
0
cos4
x dx 4)
π
6
0
sin6
x dx
Dạng 4
© Nguyễn Hồng Điệp 33
7. TÍCH PHÂN HÀM LƯỢNG GIÁC Chương I. TÍCH PHÂN
1. I =
b
a
1
sin2m
x cos2n x
dx . Đổi biến t = tanx và áp dụng công thức
cos2
x =
1
1+tan2 x
, sin2
x =
tan2
x
1+tan2 x
2. I =
b
a
tanm
x
cos2nx
dx. Đổi biến t = tanx.
3. I =
b
a
cotm
x
sin2n
x
dx. Đổi biến t = cotx.
4. I =
b
a
sinm
x
cos2n x
dx. Ta đưa về tanx sau đó tùy trường hợp mà đổi biến t = tanx hoặc
t = cotx. Dạng I =
b
a
cosm
x
sin2n
x
dx có cách làm tương tự.
5. I =
b
a
tanm
x dx. Ta sử dụng công thức tan2
x =
1
cos2 x
− 1 sau đó đổi biến tùy từng
bài cụ thể. Dạng I =
b
a
cotm
x dx có cách giải tương tự.
6. Dạng I =
b
a
1
sinn
x
dx.
Biến đổi: I =
1
2n
b
a
1
sinn x
2
cosn x
2
dx =
1
2n
b
a
1
tann x
2
cos2n x
2
dx
Đổi biến t = tan x
2 (xem mục 7.2 trang 28).
7. Dạng I =
b
a
1
cosn x
dx
Ta đưa về dạng trên bằng cách đổi biến t =
π
2
− x.
Ví dụ 7.7. Tính các tích phân sau:
a)
π
4
0
tan2
x dx b)
π
3
0
tan3
x dx
Giải
a) Ta có: I =
π
4
0
1
cos2 x
−1 dx = (tanx − x)|
π
4
0 = 1−
π
4
34 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương I. TÍCH PHÂN 7. TÍCH PHÂN HÀM LƯỢNG GIÁC
b) Ta có: I =
π
3
0
tanx.tan2
x dx =
π
3
0
tanx
1
cos2 x
−1 dx
=
π
3
0
tanx ·
1
cos2 x
dx −
π
3
0
tanx dx = I1 − I2
• I1 =
π
3
0
tanx ·
1
cos2 x
dx
Đặt t = tanx ⇒ dt =
1
cos2 x
dx
Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 0 ; x =
π
3
⇒ t = 3
Khi đó: I =
3
0
t dt =
t2
2
1
0
=
3
2
.
• I2 =
π
3
0
tanx dx
Đặt t = cosx ⇒ dt = −sinxdx
Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 1 ; x = π
3 ⇒ t = 1
2
Khi đó: I = −
1
2
1
1
t
dx = − ln|t||
1
2
1 = −ln
1
2
= ln2
Vậy I =
3
2
−ln2.
Bài toán tương tự
1)
π
4
0
tan2
x
cos6 x
dx 2)
π
2
0
1
cos4 x
dx
3)
π
4
0
tan5
x dx 4)
π
2
π
4
cot6
x dx
5)
π
4
0
tan4
x dx 6)
π
π
4
cot3
x dx
7)
π
π
4
1
sin4
x
dx 8)
π
4
π
6
1
sin4
x cos4 x
dx
9)
π
4
0
1
cos4 x +sin4
x
dx 10)
π
4
π
6
1
a sin2
x +b cos2 x
dx
11)
π
0
tan2 x
3
+tan4 x
4
dx 12)
π
2
0
sin2
x −cos2
x
sin4
x +cos4 x
dx
© Nguyễn Hồng Điệp 35
7. TÍCH PHÂN HÀM LƯỢNG GIÁC Chương I. TÍCH PHÂN
13)
π
2
π
3
1
sinx
dx 14)
π
6
0
1
cosx
dx
15)
π
2
π
3
1
sin3
x
dx
Dạng 5
Để tính sina cosb dx; sina sinb dx; cosa cosb dx ta áp dụng công thức biến đổi tích
thành tổng
sina cosb =
1
2
[sin(a +b)x +sin(a −b)x]
sina sinb =
1
2
[cos(a −b)x −cos(a +b)x]
cosa cosb =
1
2
[cos(a +b)x +cos(a −b)x]
Ví dụ 7.8. Tính các tích phân sau:
(a) I1 =
π
2
−π
2
sin7x cos2x dx
(b) I2 =
π
2
π
6
1+sin2x +cos2x
sinx +cosx
dx
Giải
(a) Ta có: I1 =
1
2
π
2
−π
2
(cos5x −cos9x)dx =
4
45
(b) Ta có: I2 =
π
2
π
6
1+sin2x
sinx +cosx
−
cos2x
sinx +cosx
dx
=
π
2
π
6
(sinx +cosx)2
sinx +cosx
+
cos2
x −sin2
x
sinx +cosx
dx
=
π
2
π
6
(sinx +cosx +cosx −sinx)dx = 2
π
2
π
6
cosx dx = 1.
36 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương I. TÍCH PHÂN 7. TÍCH PHÂN HÀM LƯỢNG GIÁC
Bài toán tương tự
1)
π
8
0
sin3x cos5x dx 2)
π
0
sin
x
3
cos
x
4
dx
3)
π
0
cosx cos2
3x dx 4)
π
6
0
sinx cos2x cos3x dx
7.4 Tích phân dạng hữu tỉ đối với hàm số lượng giác
Dạng 1
Dạng I =
1
a sinx +b cosx +c
dx ta áp dụng cách giải tổng quát:
Đặt t = tan
x
2
⇒ dx =
2tdt
1+ t2
.
Khi đó: sinx =
2t
1+ t2
, cosx =
1− t2
1+ t2
Ví dụ 7.9. Tính I =
π
2
0
1
sinx +cosx +1
dx
Giải
Đặt t = tan
x
2
⇒ dx =
2
1+ t2
dt
Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 0 ; x =
π
2
⇒ t = 1
Khi đó: sinx +cosx +1 =
2t
1+ t2
+
1− t2
1+ t2
+1 =
2t +2
1+ t2
Do đó: I =
1
0
1+ t2
2t +2
·
2
1+ t2
dt =
1
0
1
t +1
dt = ln|t +1|1
0 = ln2.
Bài toán tương tự
1.
π
0
1
sinx +1
dx. Đáp số: π
2.
π
π
2
1
3sinx −2cosx +3
dx. Đáp số: 1
2 ln 5
3
3.
π
2
0
1
4sinx +3cosx +5
dx. Đáp số: −1
6
© Nguyễn Hồng Điệp 37
7. TÍCH PHÂN HÀM LƯỢNG GIÁC Chương I. TÍCH PHÂN
Dạng 2
Tích phân có dạng I =
m sinx +n cosx
a sinx +b cosx
dx
Ta tìm hai số A,B thỏa mãn Tử số = A(Mẫu số) +B(Mẫu số)
Ví dụ 7.10. Tính I =
π
4
0
2sinx +16cosx
2sinx +3cosx
dx
Giải
Ta tìm hai số A,B thỏa mãn:
2sinx +16cosx = A(2sinx +3cosx) +B(2sinx +3cosx)
= A(2cosx −3sinx)+B(2sinx +3cosx)
Lần lượt cho x = 0,
π
2
ta được hệ phương trình:
2A +3B = 16
−3A +2B = 2
⇔
A = 2
B = 4
Khi đó: I = 2
π
4
0
2cosx −3sinx
2sinx +3cosx
dx +4
π
4
0
dx
= 2ln(2sinx +3cosx)|
π
4
0 +π = 2ln
5
3 2
+π.
Bài toán tương tự
π
π
2
11sinx +10cosx
4sinx −cosx
dx. Đáp số: −3ln4+π.
Dạng 3
Tích phân dạng I =
m sinx +n cosx +k
a sinx +b cosx +c
dx.
Ta tìm 3 số A,B,C thỏa : Tử số = A(Mẫu số) +B(Mẫu số)+C. Khi đó đưa về được các dạng
tích phân đã biết cách giải.
Ví dụ 7.11. Tính I =
π
2
0
3sinx +5cosx +2
sinx +cosx +1
dx
Giải
38 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương I. TÍCH PHÂN 7. TÍCH PHÂN HÀM LƯỢNG GIÁC
Ta tìm ba số A,B,C thỏa mãn:
3sinx +5cosx +1 = A(3sinx +5cosx +1) +B(3sinx +5cosx +1)+C
= A(3cosx −5sinx)+B(3sinx +5cosx +1)+C
Lần lượt cho x = 0,
π
2
,π ta được hệ phương trình:



A +2B +C = 7
−A +2B +C = 5
−A +B +C = −5
⇔



A = 1
B = 4
C = −2
Khi đó: I =
π
2
0
cosx −sinx
sinx +cosx +1
dx +4
π
2
0
dx −2
π
2
0
1
sin+cosx +1
dx
= I1 +4I2 −2I3
• I1 =
π
2
0
cosx −sinx
sinx +cosx +1
dx = ln|sinx +cosx +1||
π
2
0 = 0.
• I2 =
π
2
0
dx = x|
π
2
0 =
π
2
.
• I3 =
π
2
0
1
sin+cosx +1
dx = ln2 (tích phân này đã được trình bày ở Ví dụ 7.9)
Vậy: I = 2π−2ln2.
Dạng 4
Tích phân dạng I =
m sinx +n cosx +k
(a sinx +b cosx +c)2
dx.
Ta tìm 2 số A,B thỏa : Tử số = A(Mẫu số) +B(Mẫu số). Khi đó đưa về được các dạng tích
phân đã biết cách giải.
Ví dụ 7.12. Tính I =
π
2
0
5cosx +sinx
(sinx +cosx)2
dx
Giải
Ta tìm 2 số A,B thỏa
sinx +5cosx = A(cosx −sinx)+B(sinx +cosx)
Lần lượt cho x = 0,
π
2
ta được hệ phương trình:
A +B = 5
−A +B = 1
⇔
A = 2
B = 3
© Nguyễn Hồng Điệp 39
7. TÍCH PHÂN HÀM LƯỢNG GIÁC Chương I. TÍCH PHÂN
Khi đó: I = 2
π
2
0
cosx −sinx
(sinx +cosx)2
dx +3
π
2
0
1
sinx +cosx
dx = 2I1 +3I2.
• I1 =
π
2
0
cosx −sinx
(sinx +cosx)2
dx = −
1
sinx +cosx
π
2
0
= 0 (hoặc ta có thể đổi biến t = sinx +cosx.)
• I2 =
π
2
0
1
sinx +cosx
dx. Đổi biến t = tan
x
2
(Ví dụ 7.9 ) ta tính được I2 = 2ln( 2+1)
Vậy I = 3 2ln( 2+1).
Bài toán tương tự
π
2
0
3sinx +29cosx
(3sinx +4cosx)2
dx. Đáp số: −1
4
+ln6.
Dạng 5
Tích phân dạng I =
b
a
m sinx +n cosx
(a sinx +b cosx)2
dx
Cách giải
1. Ta tìm hai số A,B thỏa
Tử số = A(Mẫu số) +B(Mẫu số)
2. Khi đó : I = A
b
a
a cosx −b sinx
(a sinx +b cosx)3
dx +B
b
a
1
(a sinx +b cosx)3
dx
= AI1 +BI2.
3. Tính I1 : đổi biến t = a sinx +b cosx.
4. Tính I2 =
b
a
1
(a sinx +b cosx)3
dx
Ta biến đổi mẫu số
a sinx +b cosx = a2 +b2.cos(x −α)
với sinα =
a
a2 +b2
, cosα
b
a2 +b2
và
dx
cos2 x
= tanx +C.
Ví dụ 7.13. Tính I =
π
2
0
4cosx −7sinx
(2sinx +cosx)3
dx
40 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương I. TÍCH PHÂN 7. TÍCH PHÂN HÀM LƯỢNG GIÁC
Giải
Tìm hai số A,B thỏa
4cosx −7sinx = A(2cosa −sinx)+B(2sinx +cosx)
Lần lượt cho x = 0,
π
2
ta được hệ phương trình
2A +B = 4
−A +2B = −7
⇔
A = 3
B = −2
Khi đó: I = 3
π
2
0
2cosx −sinx
(2sinx +cosx)3
dx −2
π
2
0
1
(2sinx +cosx)3
dx
= I1 + I2.
• I1 =
π
2
0
2cosx −sinx
(2sinx +cosx)3
dx
Đặt t = 2sinx +cosx ta tính được I1 = −
1
2t2
2
1
=
3
8
• I2 =
π
2
0
1
(2sinx +cosx)3
dx
Ta biến đổi:
2sinx +cosx = 5
2
5
sinx +
1
5
−cosx
(đặt a2 +b2 = 5 làm nhân tử chung)
Đặt sinα =
2
5
, cosα =
1
5
Ta có: 2sinx +cosx = 5(sinx sinα+cosαcosx) = 5cos(x −α)
Khi đó: I2 =
π
2
0
1
5cos2(x −α)
dx =
1
5
tan(x −α)|
π
2
0 =
1
5
(cotα+tanα) =
1
2
.
Vậy : I = 3I1 −2I2 =
1
8
.
Bài toán tương tự
π
π
2
18cosx −sinx
(3sinx −2cosx)3
dx. Đáp số: −7
9.
7.5 Dùng hàm phụ
Đôi khi thay vì tính trực tiếp tích phân của hàm số f (x), ta có thể kết hợp
với một hàm số khác g(x) bàng cách tính tích phân của hàm a f (x)+bg(x) và
c f a(x) + dg(x). Dựa vào sự liên kết như vậy ta tính được tích phân dễ dàng
© Nguyễn Hồng Điệp 41
7. TÍCH PHÂN HÀM LƯỢNG GIÁC Chương I. TÍCH PHÂN
hơn. Dạng này thường được áp dụng đối với hàm số lượng giác.
Ví dụ 7.14. Tính I =
π
2
0
cos2
x.cos2x dx
Giải
Xét thêm J =
π
4
0
sin2
x.sin2x dx
Ta có: I + J =
π
4
0
(cos2
x +sin2
x)cos2x dx =
π
4
0
cos2x dx
=
1
2
sin2x|
π
4
0 =
1
2
I − J =
π
4
0
(cos2
x − sin2
x)cos2x dx =
π
4
0
cos2
2x dx
=
π
4
0
1+cos4x
2
dx =
1
2
x +
1
4
sin4x
π
4
0
=
π
8
Ta có hệ phương trình:
I + J = 1
2
I − J = π
8
⇔
I = 1
4 + π
16
J = 1
4 − π
16
Bài toán tương tự
1.
π
2
0
cos4
x
sin4
x +cos4 x
dx
Bài tập tổng hợp
1.
π
2
π
4
cos2x.(cot+2)
sin2
x
dx. Đáp số: 5
2 −ln2−π
2.
π
4
0
sin2
x
cos6 x
dx. Đáp số: 8
15
3.
π
2
π
6
cos3
x
sinx
dx. Đáp số: ln( 2+1)
42 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương I. TÍCH PHÂN 7. TÍCH PHÂN HÀM LƯỢNG GIÁC
4.
π
4
0
cosx −sinx
2+sin2x
dx. Đáp số: ln 3+ 2
2+1
5.
π
2
π
3
cotx.
3
sin3
−sinx
sin3
x
dx. Đáp số:
3
9
24
6.
π
0
(x −cos4
x.sin3
x)dx. Đáp số: 4π
35
7.
π
2
0
cosx − sinx dx. Đáp số: 0
8.
π
2
0
cosx.cos(sinx)dx. Đáp số: sin1
9.
π
2
0
sinx +2cosx −3
sinx −2cosx +3
dx.
10.
π
2
0
sinx cosx
sinx +cosx
dx. Đáp số: 1+ 2
2 ln( 2−1).
Hd:sinxcosx=1
2(sinx+cosx)2
−1
11.
π
2
0
sin2
sin2
x +2cos2 x
dx.
Hướng dẫn: sin2
x
sin2x+2cos2x
=1−cos2x
1−cos2x+2(1+cos2x)
12.
π
4
π
4
1
tanx
dx.
Hướng dẫn: Đặtt=tanxđưavềdạngdx
1+t4
13.
π
4
π
3
1
sin3
x
dx. Đáp số: 1
4
ln3+ 1
3
.
14.
π
4
0
cosx −sinx
2+sin2x
dx. Đáp số: ln 2+ 3
1+ 2
2+sin2x=1+(sinx+cosx)2
.Đặtt=sinx+cosx.
© Nguyễn Hồng Điệp 43
8. TÍCH PHÂN HÀM VÔ TỈ Chương I. TÍCH PHÂN
15.
π
4
0
sin3
2x cos2
3x dx Đáp số: 1
4.
1
4
(3sin2x−sin6x)·1+cos6x
2
vàápdụngkhaitriểntíchthànhtổng.
8 Tích phân hàm vô tỉ
Một số dạng tích phân vô tỉ đã được giải quyết ở các phần trước:
1. Biểu thức chứa căn (xem mục 4.1 trang 8 ).
2. Biểu thức chứa căn bậc khác nhau (xem mục 4.2 trang 11).
3. Đổi biến sang lượng giác (xem mục 5 trang 14).
8.1 Biểu thức có tam thức bậc hai
Dạng 1
Dạng I =
1
ax2 +bx +c
dx. Ta phân tích biểu thức trong căn thành tổng hoặc hiệu các
bình phương. Sau đó đưa về các dạng tích phân đã biết, ta có thể áp dụng đổi biến sang
lượng giác (xem mục 5 trang 14) hoặc dựa vào chú ý sau:
Chú ý:
1. Ta chứng minh được công thức :
1
x2 ± a2
dx = ln|x + x2 ± a2|+C.
2. Riêng dạng
1
(x + a)(x +b)
dx ta còn có thể đổi biến
• t = x + a + x +b nếu x + a > 0 và x +b > 0.
• t = −x − a + −x −b nếu x + a < 0 và x +b < 0.
Tam thức bậc hai f (x) = ax2
+bx +c có hai nghiệm x1,x2 thì
f (x) = a(x − x1)(x − x2).
Ví dụ 8.1. Tính I =
4
3
1
x2 −2x
dx
44 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương I. TÍCH PHÂN 8. TÍCH PHÂN HÀM VÔ TỈ
Giải
Ta có: I =
4
3
1
x(x −2)
dx
Đặt t = x + x −2 ⇒ dt =
1
x
+
1
x −2
dx
⇒ dt =
x −2+ x
x(x −2)
dx ⇒
dt
t
=
dx
x(x −2)
Đổi cận: x = 3 ⇒ t = 3+1 ; x = 4 ⇒ t = 2− 2
Khi đó: I =
2− 2
3+1
1
t
dt = ln|t|| 3+1
2− 2
= ln
3+1
2− 2
.
Ví dụ 8.2. Tính I =
−1
−4
1
x2 −2x
dx
Giải
Ta có: I =
−1
−4
1
x(x −2)
dx
Đặt t = −x + −x +2 ⇒ dt =
1
−x
+
1
−x +2
dx
⇒ dt =
−x +2+ −x
x(x −2)
dx ⇒
dt
t
=
dx
x(x −2)
Đổi cận: x = −4 ⇒ t = 6+2 ; x = −1 ⇒ t = 1+ 3
Khi đó: I =
6+2
1+ 3
1
t
dt = ln|t||1+ 3
6+2
= ln
1+ 3
6+2
.
Ví dụ 8.3. Tính I =
1
0
1
x2 +1
dx
Giải
• Chứng minh
1
x2 ± a2
dx = ln|x + x2 ± a2|+C.
Ta có: ln x + x2 + a2 =
x + x2 + a2
x + x2 + a2
=
1+
x
x2 + a2
x + x2 + a2
=
1
x2 + a2
• Áp dụng kết quả trên ta được:
I = ln x + x2 +1
1
0
= ln2.
© Nguyễn Hồng Điệp 45
8. TÍCH PHÂN HÀM VÔ TỈ Chương I. TÍCH PHÂN
Bài toán tương tự
(a)
5
2
1
−x2 +4x +5
dx (b)
5
3
x2 −6x +13dx
(c)
7+3
4
3
4
1
−2x2 +3x +2
dx (d)
7
5
1
3x2 −18x +15
dx
(e)
2
3
2
1
−2x2 +6x −4
dx (f)
1
0
1
x2 +2x
dx
(g)
1
0
x
1+ex +e2x
dx (h)
1
0
x
−2x4 −3x2 +1
dx
Dạng 2
Tính tích phân có dạng I =
Ax +B
ax2 +bx +c
dx ta phân tích
Ax +B = C ax2
+bx +c +D
Ví dụ 8.4. Tính I =
3
2
x +4
x2 +2x −3
dx
Giải
Ta có: x +4 = C x2
+2x −3 +D = C(2x +2)+D = 2Cx +2C +D
Đồng nhất hệ số
2C = 1
2C +D = 4
⇔
C = 1
2
D = 3
Khi đó: I =
1
2
3
2
2x +2
x2 +2x −3
dx +3
3
2
1
x2 +2x −3
dx = I1 + I2
• I1 =
1
2
3
2
2x +2
x2 +2x −3
dx =
3
2
x +1
x2 +2x −3
dx = x2 +2x −3
3
2
= 2 3− 5.
•I2 = 3
3
2
1
x2 +2x −3
dx (đây là tích phân Dạng 1)
= 3
3
2
1
(x +1)2 −4
dx = 3 ln x +1+ x2 +2x −3
3
2
46 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương I. TÍCH PHÂN 8. TÍCH PHÂN HÀM VÔ TỈ
= 3ln
4+2 3
3+2 5
Vậy I = 2 3− 5+3ln
4+2 3
3+2 5
Bài toán tương tự
(a)
0
−1
x −1
−x2 −2x +3
dx (b)
−2+ 6
−2
5x +3
x2 +4x +10
dx
(c)
2
1
x −1
−x2 +2x +3
dx (d)
2+ 5
2
1
2x −1
−x2 +3x −1
dx
(e)
e 5−2
1
e2
lnx
x 1−4lnx −ln2
x
dx
Dạng 3
Tính tích phân dạng I =
1
(Ax +B) ax2 +bx +c
dx ta đổi biến
Ax +B =
1
t
sẽ đưa được về Dạng 1.
Ví dụ 8.5. Tính I =
1
0
1
(x +1) −x2 +2x +3
dx
Giải
Đặt x +1 =
1
t
⇒ dx = −
dt
t2
Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 1 ; x = 1 ⇒ t =
1
2
Khi đó: I = −
1
2
1
1
1
t
· −
1
t
−1
2
+2
1
t
−1 +3
·
1
t2
dx
= −
1
2
1
1
1
t
·
1
|t|
· 4t −1
·
1
t2
dx =
1
2
1
1
4t −1
dx
=
1
2
4t −1
1
1
2
=
1
2
3−
1
2
.
© Nguyễn Hồng Điệp 47
8. TÍCH PHÂN HÀM VÔ TỈ Chương I. TÍCH PHÂN
Ví dụ 8.6. Tính I =
0
−1
1
(x +2) 2x2 +4x +4
dx
Giải
Đặt x +2 =
1
t
⇒ dx =
1
t2
Đổi cận: x = −1 ⇒ t = 1 ; x = 0 ⇒ t =
1
2
Khi đó: I = −
1
2
1
1
1
t
· 2
1
t
−2
2
+4
1
t
−2 +4
·
1
t2
dx
=
1
1
2
1
4t2 −4t +2
dx =
1
1
2
(2t −1)2 +1dx
=
1
2
ln 2t −1+ 4t2 −4t +2
1
1
2
= ln 1+ 2
Bài toán tương tự
(a)
2
1
1
x −x2 +2x +3
dx (b)
0
−1
2
1
(x +1) x2 +1
dx
(c)
1
1
2
1
x x2 +1
dx (d)
10
7
1
(3x −6) x2 −4x +1
dx
(e)
−2
−9
4
1
(x +1) x2 +3x +2
dx (f)
1
2
−1
1
x x2 − x
dx
Dạng 4
Tích phân có dạng I =
Ax +B
(αx +β) ax2 +bx +c
dx ta biến đổi
Ax +B = C(αx +β)+D
sẽ đưa được về tích phân có Dạng 1 và Dạng 3.
Ví dụ 8.7. Tính I =
0
−2
2x −1
(x +1) x2 +3x +3
dx
Giải
48 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương I. TÍCH PHÂN 8. TÍCH PHÂN HÀM VÔ TỈ
Ta có: 2x −1 = 2(x −1)−3
Khi đó: I =
0
−2
2(x −1)−3
(x +1) x2 +3x +3
dx
= 2
0
−2
1
x2 +3x +3
dx −3
0
−2
1
(x −1) x2 +3x +3
dx
= I1 + I2.
Các tích phân I1,I2 đã biết cách giải.
Ta tính được: I = −2ln
3
4
+
3
2
+3ln
1
4
+
3
4
+
3
2
.
Dạng 5
Dạng tổng quát của Dạng 2, tích phân dạng
I =
Pn(x)
ax2 +bx +c
dx trong đó Pn(x) là đa thức bậc n
ta làm như sau
• Phân tích:
I =
Pn(x)
ax2 +bx +c
dx = Qn−1(x) ax2 +bx +c+α
1
ax2 +bx +c
dx vớiQn−1(x) là đa thức
bậc n −1 và α là số thức.
• Các hệ số của đa thức Qn−1 và α được xác định bằng cách:
1. Đạo hàm 2 vế bước phân tích trên.
2. Cân bằng hệ số.
Ví dụ 8.8. Tính I =
−2
−1
x2
+4x
x2 +2x +2
dx
Giải
• Phân tích:
I =
−2
−1
x2
+4x
x2 +2x +2
dx = (ax +b) x2 +2x +2+α
−2
−1
1
x2 +2x +2
dx
• Xác định các hệ số:
Lấy đạo hàm hai vế và thu gọn ta được:
x2
+4x ≡ 2ax2
+(2s + s +b)x +2a +b −α
Đồng nhất hệ số hai vế ta được:



2a = 1
3a +b = 4
2a +b +α = 0
⇔



a = 1
2
b = 5
2
α = −7
2
© Nguyễn Hồng Điệp 49
8. TÍCH PHÂN HÀM VÔ TỈ Chương I. TÍCH PHÂN
Khi đó: I =
1
2
(x +5) x2 +2x +3
−2
−1
−
7
2
−2
−1
1
x2 +2x +2
dx
= 2−
3 2
2
−
7
2
−2
−1
1
(x +1)2 +1
dx
= 2−
3 2
2
−
7
2
ln|x +1+ x2 +2x +2|
−2
−1
= 2−
3 2
2
−
7
2
ln
2− 2
2
.
Bài toán tương tự
1.
1
0
x2
+1
x2 +2x +3
dx. Hd: a = 1
2,b = −3
2,α = 1.
2.
1
0
2x3
+1
x2 + x +2
dx. Hd: a = 2
3,b = −5
6,c = −17
12,α = 81
24.
8.2 Phép thế Eurle
Trong trường hợp tổng quát khi tính tích phân dạng
I = f (x, ax2 +bx +c)dx,a = 0
ta dùng phép thế Eurle.
1. Nếu a > 0, đặt ax2 +bx +c = t − ax hoặc t + ax
2. Nếu c > 0, đặt ax2 +bx +c = xt + c hoặc xt − c
3. Nếu ax2
+bx +c có hai nghiệm x1,x2 thì ta đặt
ax2 +bx +c = t(x − x1)
Chú ý: Những trường hợp đã xét trên (a > 0,c > 0) có thể đưa trường hợp này về trường
hợp kia bằng cách đặt x =
1
z
.
Ví dụ 8.9. Tính I =
0
−1
1
x + x2 + x +1
dx
Giải
50 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương I. TÍCH PHÂN 8. TÍCH PHÂN HÀM VÔ TỈ
Ở đây a = 1 > 0 nên ta dùng phép thế thứ nhất.
Đặt x2 + x +1 = t − x ⇒ x =
t2
−1
1+2t
⇒ dx =
2t2
+2t +2
(1+2t)2
dt
Đổi cận: x = −1 ⇒ t = 2 ; x = 0 ⇒ t = 1
Khi đó: I =
1
2
2t2
+2t +2
t(1+2t)2
dt (dạng tích phân hàm hữu tỉ)
Phân tích:
2t2
+2t +2
t(1+2t)2
=
A
(1+2t)2
+
B
1+2t
+
C
t
Ta tìm được A = −3,B = −3,C = 2.
Khi đó: I = −3
1
2
1
(1+2t)2
dt −3
1
2
1
1+2t
dt +2
1
2
1
t
dt
=
3
2(1+2t)
+
1
2
ln
t4
(1+2t)3
1
2
=
1
2
+
1
2
ln
125
432
Ví dụ 8.10. Tính I =
6−1
5
− 3−1
2
1
1+ 1−2x − x2
dx
Giải
Do c = 1 > 0 nên theo phép thế thứ 2 ta đặt
1−2x − x2 = xt ⇒ x = 2·
t −1
t2 +1
⇒ dx = 2·
−t2
+2t +1
t2 +1
2
dt
Đổi cận: x =
− 3−1
−1
⇒ t = 0 ; x =
6−1
5
⇒ t = 2
Khi đó: I =
2
−2
−t2
+2t +1
t(t −1)(t2 +1)
dt =
1
0
1
t −1
−
1
t
−
2
t2 +1
dt
= −2ln2+
π
4
−2arctan2.
Ví dụ 8.11. Tính I =
1
0
x − x2 +3x +2
x + x2 +3x +2
dx
Giải
Ta có: x2
+3x +2 = (x +1)(x +2) nên ta dùng phép thế thứ 3.
Đặt x2 +3x +2 = t(x +1) ⇒ x =
t2
−2
1− t2
⇒ dx =
−2t
(1+ t2)3
dt
Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 2 ; x = 1 ⇒ t = 6
Khi đó: I =
6
2
2
t2
+2t
(1− t)(t −2)(1+ t)3
dt
=
6
2
1
3(t +1)3
+
5
18(t +1)2
−
17
108(t +1)
+
3
4(t −1)
−
16
27(t −2)
dt
© Nguyễn Hồng Điệp 51
8. TÍCH PHÂN HÀM VÔ TỈ Chương I. TÍCH PHÂN
=
2 1466−600 3−33
225
+
17
108
ln
2+1
6+1
+
3
4
ln
6−1
2−1
+
16
27
ln
− 2+2
6−2
8.3 Dạng đặc biệt
Tích phân có dạng
I = xr
a +bxp q
dx
trong đó r,p,q là các số hữu tỉ.
1. Nếu q là số nguyên đặt x = ts
với s là bội số chung nhỏ nhất của mẩu số các phân
số r và p.
2. Nếu
r +1
p
là số nguyên đặt a +bxp
= ts
với s là mẫu số của phân số p.
3. Nếu
r +1
p
+ q là số nguyên đặt ax−p
= ts
với s là mẫu số của phân số q.
Ví dụ 8.12. Tính I =
256
16
1
2( 4
x −1)
dx
Giải
Vì q = 3 nguyên nên ta đặt x = t4
,t > 0 ⇒ dx = 4t3
dt
Đổi cận: x = 16 ⇒ t = 2 ; x = 256 ⇒ t = 4
Khi đó: I =
4
2
4t3
t2(t −1)3
dt = 4
4
2
t
(t −1)3
dt = −2
2
t −1
+
1
(t −1)2
4
2
=
40
9
Ví dụ 8.13. Tính I =
2
1
x5
(2− x2) 2− x2
dx
Giải
Ta có:
x5
(2− x2) 2− x2
= x5
(a − x2
)−3
2 , r = 5,p = 2,q = −3
2
Do
r +1
p
= 3 nguyên nên ta đặt 2− x2
= t2
,t > 0 ⇒ xdx = −tdt
Đổi cận: x = 1 ⇒ t = 1 ; x = 2 ⇒ t = 0
Khi đó: I = −
0
1
t4
−4t2
+4
t2
dt = −
t3
3
+4t +
4
t2
0
1
=
52 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương I. TÍCH PHÂN 9. TÍNH TÍNH PHÂN BẰNG TÍNH CHẤT
Bài toán tương tự
(a)
2
1
1
x2 3
(2+ x3)5
dx (b)
16
1
3
1+ 4
x
x
dx
(c)
1
0
x
1+
3
x2
dx (d)
32
1
1
x
3
1+ x5
dx
(f)
8
1
1
x3 ·
3
1+
4
x3
dx (g)
1
0
x6
1+ x2
dx
9 Tính tính phân bằng tính chất
9.1 Tích phân có cận đối nhau
Khi gặp tích phân có dạng I =
a
−a
f (x)dx ta có thể dùng phương pháp sau:
1. Ta có: I =
0
−a
f (x)dx +
a
0
f (x)dx = I1 + I2
2. Xét I =
0
−a
f (x)dx
Đặt x = −t ⇒ dx = −dt
Đổi cận: x = −a ⇒ t = a ; x = 0 ⇒ t = 0
I1 = −
0
a
f (−t)dt =
a
0
f (−t)dt
Sau đó ta tùy từng hàm f (t) mà có hướng giải cụ thể.
Ví dụ 9.1. Tính I =
1
−1
x2014
sinx dx
Giải
Ta có: I =
1
−1
x2014
sinx dx =
0
−1
x2014
sinx dx =
1
0
x2014
sinx dx
= I1 + I2
Xét I1 =
0
−1
x2014
sinx dx
Đặt x = −t ⇒ dx = −dt
Đổi cận: x = −1 ⇒ t = 1 ; x = 0 ⇒ t = 0
© Nguyễn Hồng Điệp 53
9. TÍNH TÍNH PHÂN BẰNG TÍNH CHẤT Chương I. TÍCH PHÂN
Khi đó: I1 = −
0
1
(−t)2014
sin(−t)dt =
0
1
t2014
sint dt
= −
1
0
t2014
sint dt = −
1
0
x2014
sinx dx = −I2
Từ đó ta có: I = I1 − I1 = 0
Nhận xét: với bài toán trên đa số học sinh suy nghĩ theo hai hướng:
Hướng 1: sử dụng phương pháp Tích phân từng phần vì có dạng f (x)sinxdx, nhưng
trong trường hợp này cần thực hiện 2014 lần tích phân từng phần, điều này là
không thực tế.
Hướng 2: tìm công thức tổng quát của bài toán tích phân có dạng
1
−1
xn
sinxdx, từ đó
rút ra kết quả của
1
−1
xn
sinxdx. Đây là hướng suy nghĩ hay mang tính khái quát cao
nhưng chưa hẳn là phương pháp ngắn gọn.
Qua đó cho thấy tầm quan trọng của việc nhận xét tính chất cận tích phân và tính chất
hàm số dưới dấu tích phân để định hướng phương pháp giải. Từ Ví dụ trên ta rút ra
được tính chất sau
Tính chất 9.2. Hàm số f (x) liên tục trên [−a,a]
1. Nếu f (x) là hàm số lẻ trên [−a,a] thì I =
a
−a
f (x)dx = 0
2. Nếu f (x) là hàm số chẵn trên [−a,a] thì I = 2
a
0
f (x)dx = 0
Chứng minh
Ta có: I =
0
−a
f (x)dx +
a
0
f (x)dx = I1 + I2
Xét I =
0
−a
f (x)dx
Đặt x = −t ⇒ dx = −dt
Đổi cận: x = −a ⇒ t = a ; x = 0 ⇒ t = 0
I1 = −
0
a
f (−t)dt =
a
0
f (−t)dt
1. Nếu f (x) là hàm lẻ thì f (−x) = −f (x) ⇔ f (−t) = −f (t)
Do đó: I1 = −
a
0
f (t)dt = −
a
0
f (x)dx = −I2
Từ đó ta được: I = I1 + I2 = −I2 + I2 = 0.
54 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương I. TÍCH PHÂN 9. TÍNH TÍNH PHÂN BẰNG TÍNH CHẤT
2. Nếu f (x) là hàm chẵn thì f (−x) = f (x) ⇔ f (−t) = f (t)
Do đó: I1 =
a
0
f (t)dt =
a
0
f (x)dx = I2
Từ đó ta được: I = I1 + I2 = I2 + I2 = 2
a
0
f (x)dx
Nhận xét: nếu áp dụng kết quả Tính chất 9.2 ta có ngay kết quả I = 0 , nhưng trong
khuôn khổ chương trình toán phổ thông không có tính chất này, khi trình bày trong
bài thi ta phải chứng minh lại như trong Ví dụ 9.1.
Ví dụ 9.3. Tính
1
−1
x4
+sinx
x2 +1
dx
Giải
Ta có: I =
1
−1
x4
x2 +1
dx +
1
−1
sinx
x2 +1
dx = I1 + I2
Nhận xét: I1 là dạng tích phân hàm hữu tỉ ta giải được; hàm số trong I2 là hàm số lẻ ,
theo Tính chất 9.2 ta có I2 = 0.
• Tính I1 =
1
−1
x4
x2 +1
dx
Ta có: I1 =
1
−1
x2
−1+
1
x2 +1
dx =
1
−1
x2
−1 dx +
1
−1
1
x2 +1
dx
= −
4
3
+ I12
Với I12 =
1
−1
1
x2 +1
dx ta sử dụng phương pháp Đổi biến sang lượng giác Dạng 3 (mục 5.3
trang 19)
Đặt x = tant,t ∈ −
π
2
,
π
2
⇒ dx =
dt
cos2 t
Đổi cận: x = −1 ⇒ t = −
π
4
; x = 1 ⇒ t =
π
4
Khi đó: I =
π
4
−π
4
1
tan2 t +1
·
1
cos2 t
dt =
π
4
−π
4
cos2
t ·
1
cos2 t
dt =
π
4
−π
4
dt
=
π
2
Vậy: I1 =
π
4
−
4
3
• Tính I2 =
1
−1
sinx
x2 +1
dx =
0
−1
sinx
x2 +1
dx +
1
0
sinx
x2 +1
dx = I21 + I22
Xét I21 =
0
−1
sinx
x2 +1
dx
© Nguyễn Hồng Điệp 55
9. TÍNH TÍNH PHÂN BẰNG TÍNH CHẤT Chương I. TÍCH PHÂN
Đặt x = −t ⇒ dx = −dt
Đổi cận: x = −1 ⇒ t = 1 ; x = 0 ⇒ t = 0
Khi đó: I21 =
0
1
sin(−t)
(−t)2
+1
dt ·(−1) = −
1
0
sint
t2 +1
dt
= −
1
0
sinx
x2 +1
dx = −I22
Do đó: I2 = I21 − I22 = 0
Vậy: I = I1 + I2 =
π
2
−
4
3
Nhận xét: hàm số ban đầu dưới dấu tích phân không chẵn không lẻ, khi ta tách I = I1+I2
thì hàm số lẻ xuất hiện và ta biết được kết quả của I2 = 0 nhưng vẫn phải chứng minh
kết quả. Bài này có thể giải theo phương pháp Tích phân từng phân nhưng rắc rối hơn
nhiều.
Bài toán tương tự
1.
1
−1
x2
+2 sinx dx. Đáp số: 0
2.
1
2
−1
2
cosx ln
1− x
1+ x
dx. Đáp số: 0
3.
1
−1
ln3
x + x2 +1 dx. Đáp số: 0
4.
π
2
−π
2
cosx ·ln x + x2 +1 dx. Đáp số: 0
5.
1
2
−1
2
cosx ·ln
1− x
1+ x
dx. Đáp số: 0
Nhận xét: qua các ví dụ trên ta đã thấy hiệu quả của Tính chất 9.2 đối với hàm số lẻ,
còn đối với hàm số chẵn ít được sử dụng hơn. Trong một số bài toán tích phân có cận
đối nhau ta cũng áp dụng phương pháp như phần chứng minh Tính chất 9.2.
Ví dụ 9.4. Cho hàm số f (x) liên tục trên R và
f (x)+ f (−x) = 2−2cosx,∀x ∈ R
Tính I =
3π
2
−3π
2
f (x)dx
56 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương I. TÍCH PHÂN 9. TÍNH TÍNH PHÂN BẰNG TÍNH CHẤT
Giải
Ta có: I =
0
−3π
2
f (x)dx +
3π
2
0
f (x)dx = I1 + I2
Xét I1 =
0
−3π
2
f (x)dx
Đặt x = −t ⇒ dx = −dt
Đổi cận: x = −
3π
2
⇒ t =
3π
2
; x = 0 ⇒ t = 0
Khi đó: I1 =
0
3π
2
f (−t)·(−1)dt =
3π
0
0
f (−t)dt =
3π
2
0
f (−x)dx
Ta được: I =
3π
2
0
f (−x)dx +
3π
2
0
f (x)dx =
3π
2
0
f (−x)+ f (x) dx
=
3π
2
0
2−2cosx dx =
3π
2
0
2|sinx|dx
= 2



π
0
sinx dx −
3π
2
π
sinx dx


 = 6.
Tính chất sau cho ta một kết quả đẹp, thu gọn đáng kể hàm dưới dấu tích phân.
Tính chất 9.5. Nếu f (x) là hàm chẵn và liên tục trên R thì
I =
α
−α
f (x)
ax +1
dx =
α
0
f (x)dx với ∀α ∈ R+
và a > 0
Chứng minh
Ta có: I =
α
−α
f (x)
ax +1
dx =
0
−α
f (x)
ax +1
dx +
α
0
f (x)
ax +1
dx = I1 + I2
Xét: I1 =
0
−α
f (x)
ax +1
dx
Đặt x = −t ⇒ dx = −dt
Đổi cận: x = −α ⇒ t = α ; x = 0 ⇒ t = 0
Khi đó: I1 = −
0
α
f (−t)
a−t +1
dt =
α
0
at
f (t)
at +1
dt =
α
0
ax
f (x)
ax +1
dx
Ta được: I =
α
0
ax
f (x)
ax +1
dx +
α
0
f (x)
ax +1
dx
=
α
0
(ax
+1) f (x)
ax +1
dx =
α
0
f (x)dx
© Nguyễn Hồng Điệp 57
9. TÍNH TÍNH PHÂN BẰNG TÍNH CHẤT Chương I. TÍCH PHÂN
Ví dụ 9.6. Tính I =
1
−1
cosx
ex +1
dx
Giải
Ta có: I =
1
−1
cosx
ex +1
dx =
0
−1
cosx
ex +1
dx +
1
0
cosx
ex +1
dx = I1 + I2
Xét I1 =
0
−1
cosx
ex +1
dx
Đặt x = −t ⇒ dx = −dt
Đổi cận: x = −1 ⇒ t = 1 ; x = 0 ⇒ t = 0
Khi đó: I1 = −
0
1
cos(−t)
e−t +1
dt =
1
0
et
cost
et +1
dt =
1
0
ex
cost
ex +1
dx
Ta được: I =
1
0
ex
cost
ex +1
dx +
1
0
cosx
ex +1
dx =
1
0
(ex
+1)cosx
ex +1
dx
=
1
0
cosx dx = sin1
Nhận xét: dựa vào Tính chất 9.5 ta dự đoán kết quả I =
1
0
cosxdx, một kết quả đẹp trong
bài tích phân tưởng chừng rắc rối. Nhưng ta không được áp dụng trực tiếp kết quả này
mà chỉ dùng để định hướng phương pháp giải.
Bài toán tương tự
1.
1
−1
x4
1+2x
dx. Đáp số: 1
5
2.
π
2
−π
2
sinx ·sin2x ·cos5x
ex +1
dx. Đáp số: 0
3.
1
−1
1− x2
1+2x
dx. Đáp số: π
4
4.
π
2
−π
2
x2
1+2x
·|sinx|dx. Đáp số: π−2
5.
π
−π
sin2
32 +1
dx. Đáp số: π
2
58 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương I. TÍCH PHÂN 9. TÍNH TÍNH PHÂN BẰNG TÍNH CHẤT
6.
1
−1
1
(ex +1) x2 +1
dx. Đáp số: π
4
9.2 Tích phân có cận là radian
Trường hợp tổng quát dạng I =
b
a
f (x)dx ta đổi biến x = a +b − t
Ví dụ 9.7. Tính I =
π
2
0
sin6
x
sin6
x +cos6 x
dx
Giải
Đặt x =
π
2
− t ⇒ dx = −dt
Đổi cận: x = 0 ⇒ t =
π
2
; x =
π
2
⇒ t = 0
Khi đó: I =
0
π
2
sin6 π
2
− t
sin6 π
2
− t +cos6
π
2
− t
·(−1)dt
=
π
2
0
cos6
t
cos6 t +sin6
t
dt =
π
2
0
cos6
x
cos6 x +sin6
x
dx = I
Do đó: 2I = I + I =
π
2
0
cos6
x
cos6 x +sin6
x
dx +
π
2
0
sin6
x
sin6
x +cos6 x
dx
=
π
2
0
sin6
x +cos6
x
sin6
x +cos6 x
dx =
π
2
0
dx =
π
2
⇒ I =
π
4
Nhận xét: Ví dụ trên còn có thể giải bằng phương pháp hàm phụ, Ví dụ trên minh họa
cho tính chất:
Tính chất 9.8. Nếu f (x) là hàm số liên tục trên [0,1] thì
I =
π
2
0
f (sinx)dx =
π
2
0
f (cosx)dx
Hướng dẫn chứng minh: đặt t =
π
2
− t
© Nguyễn Hồng Điệp 59
9. TÍNH TÍNH PHÂN BẰNG TÍNH CHẤT Chương I. TÍCH PHÂN
Bài toán tương tự
1.
π
2
0
sinn
x
sinn
x +cosn x
dx. Đáp số:π
4
2.
π
2
0
ln
1+sinx
1−sinx
dx. Đáp số: 0
3.
π
2
0
1
cos2(cosx)
−tan2
(sinx) dx. Đáp số: π
2
Tính chất sau cho ta thu gọn hàm dưới dấu tích phân
Tính chất 9.9. Nếu f (x) liên tục trên [0,1] thì
I =
π
0
x f (x)dx =
π
2
π
0
f (x)dx
Hướng dẫn chứng minh: đặt t = π− t
Ví dụ 9.10. Tính I =
π
0
x.sinx.cos2
x dx
Giải
Đặt x = π− t ⇒ dx = −dt
Đổi cận: x = 0 ⇒ t = π ; x = π ⇒ t = 0
Khi đó: I =
0
π
(π− t).sin(π− t).cos2
(π− t).(−t)dt
=
π
0
(π− t).sint.cos2
t dt
= π
π
0
sint.cos2
t dt −
π
0
t.sint cos2
t dt
= π
π
0
sinx cos2
x dx − I
⇒ 2I = π
π
0
sinx cos2
x dx ⇒ I =
π
2
π
0
sinx cos2
x dx
Đặt t = cosx ⇒ dt = −sinxdx
Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 1 ; x = π ⇒ t = −1
60 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương I. TÍCH PHÂN 9. TÍNH TÍNH PHÂN BẰNG TÍNH CHẤT
Khi đó: I = −
π
2
−1
1
t2
dt =
π
2
·
t3
3
1
−1
=
π
3
Nhận xét: Ví dụ trên có thể giải bằng phương pháp Tích phân từng phần nhưng bài giải
dài dòng hơn. Ở đây ta có nhận xét
sinx.cos2
x = sinx(1−sin2
x) = f (sinx)
và theo Tính chất 9.9 ta thu gọn được bài toán.
Bài toán tương tự
1.
π
0
x sinx
4−cos2 x
dx. Đáp số: πln9
8
2.
π
0
x sinx
9+4cos2 x
dx. Đáp số: π
6
arctan 2
3
Tương tự ta có Tính chất đối với hàm cosin
Tính chất 9.11. Nếu f (x) liên tục trên [0,1] thì
I =
2π−α
α
x f (cosx)dx = π
2π−α
0
f (cosx)dx
Hướng dẫn chứng minh: đặt x = 2π− t
Ví dụ 9.12. Tính I =
2π
0
x cos3
x dx
Giải
Đặt x = 2π− t ⇒ dx = −dt
Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 2π ; x = 2π ⇒ t = 0
Khi đó: I =
0
2π
(2π− t)cos3
(2π− t).(−t)dt =
2π
0
(2π− t)cos3
t dt
= 2π
2π
0
cos3
t dt −
2π
0
t cos3
t dt
=
π
2
2π
0
(cos3t +3cost)dt −
2π
0
t cos3
x dx
(do cos3x = 4cos3
x −3cosx)
=
π
2
1
3
sin3t +3sint
2π
0
− I
= 0− I
⇔ 2I = 0 ⇔ I = 0
© Nguyễn Hồng Điệp 61
9. TÍNH TÍNH PHÂN BẰNG TÍNH CHẤT Chương I. TÍCH PHÂN
Tính chất sau là dạng tổng quát của hai Tính chất ở trước
Tính chất 9.13. Nếu f (x) liên tục và f (a +b − x) = f (x) thì
I =
b
a
x f (x)dx =
a +b
2
b
a
f (x)dx
Hướng dẫn chứng minh: đặt x = a +b − t
Tương tự ta chứng minh được Tính chất sau:
Tính chất 9.14. Nếu f (x) liên tục trên [a,b] thì
I =
b
a
f (x)dx =
b
a
f (a +b − x)dx
Hướng dẫn chứng minh: đặt t = a +b − t
Ví dụ 9.15. Tính I =
π
4
0
ln(1+tanx)dx
Giải
Đặt x =
π
4
− x ⇒ dx = −dt
Đổi cận: x = 0 ⇒ t =
π
4
; x =
π
4
⇒ t = 0
Khi đó: I = −
0
π
4
ln[1+tan(1+tant)]dt =
π
4
0
ln 1+
1−tant
1+tant
dt
=
π
4
0
ln
2
1+tant
dt =
π
4
0
[ln2−ln(1+tant)]dt
= ln2
π
4
0
dt −
π
4
0
ln(1+tant)dt = ln2|
π
4
0 −
π
4
0
ln(1+tanx)dx
=
πln2
4
− I
⇔ 2I =
πln2
4
⇔ I =
πln2
8
Tính chất 9.16. Nếu f (x) liên tục trên R và tuần hoàn với chu kì T thì
I =
a+T
a
f (x)dx =
T
a
f (x)dx
62 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương I. TÍCH PHÂN 9. TÍNH TÍNH PHÂN BẰNG TÍNH CHẤT
Chứng minh tính chất
Ta có: I =
T
0
f (x)dx =
a
0
f (x)dx +
a+T
a
f (x)dx +
T
a+T
f (x)dx
= I1 + I2 + I3
• Xét I3 =
T
a+T
f (x)dx
Đặt x = T + t ⇒ dx = dt
Đổi cận: x = a +T ⇒ t = a ; x = T ⇒ t = 0
Khi đó: I3 =
0
a
f (t +T)dt = −
a
0
f (t)dt = −
a
0
f (x)dx = −I1
Ta được: I = I1 + I2 + I3 = I1 + I2 − I1
I = I2
Ví dụ 9.17. Tính I =
2014π
0
1−cos2x dx
Giải
Ta có: I =
2014π
0
1−cosx dx =
2014π
0
2sin2
x dx = 2
2014π
0
|sinx|dx
= 2


2π
0
|sinx|dx +
4π
2π
|sinx|dx +···+
2014π
2012π
|sinx|dx


Theo Tính chất 9.16 ta được:
2π
0
|sinx|dx =
4π
2π
|sinx|dx = ··· =
2014π
2012π
|sinx|dx
Ta được: I = 1007 2
2π
0
|sinx|dx = 1007 2


π
0
sinx dx −
2π
π
sinx dx


= 4028 2
Nhận xét: việc xét dấu hàm sinx trên [0,2014π] là khó khăn, Ví dụ trên cho ta thấy hiệu
quả của Tính chất 9.16, . Do Tính chất này không có trong sách giáo khoa, và việc chứng
minh Tính chất đối với hàm cụ thể là dài dòng nên trước khi làm bài các em học sinh
cần chứng minh lại dạng tổng quát của nó như phần Chứng minh, sau đó áp dụng kết
quả làm bài tập.
Bài tập tổng hợp
1.
2
1
ln(1+ x)
x2
dx. Đáp số: −3
2
ln3+3ln2
2.
π
2
0
cosx.ln(1+cosx)dx. Đáp số: π
2
−1
© Nguyễn Hồng Điệp 63
10. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN TỪNG PHẦN Chương I. TÍCH PHÂN
3.
π
0
x.cos4
x.sin3
x dx. Đáp số: 2π
35
4.
2
−2
ln x + x2 +1 dx. Đáp số: 0
5.
π
2
−π
2
sinx.sin2x.sin5x
ex +1
dx. Đáp số: 0
6.
3π
2
0
sinx.sin2x.sin3x.cos5x dx. Đáp số: 0
7.
π
2
−π
2
x +cosx
4−sin2
x
dx.
8.
1
−1
x2014
2007x +1
dx.
9.
π
4
−π
4
sin6
x +cos6
x
6x +1
dx
10.
π
4
0
log2008(1+tanx)dx
11.
π
2
0
sinx cosx
a2 cos2 +b2 sin2
dx. Đáp số: 1
|a|+|b|
12.
π
2
0
cosx
2+cos2x
dx. Đáp số: 1
2
arcsin 6
3
10 Phương pháp tính tích phân từng phần
Một số điều lưu ý khi tích tích phân từng phần
1. Hàm nào khó lấy nguyên hàm ta đặt là là u.
2. Trong trường hợp có hàm đa thức ta đặt u là hàm đa thức để giảm dần bậc của đa
thức.
3. Trong tích phân cần tính có chứa hàm logarit thì ta đặt u là hàm chứa logarit.
64 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương I. TÍCH PHÂN 10. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN TỪNG PHẦN
10.1 Dạng 1
Tính tích phân có dạng I = P(x).f (x)dx trong đó P(x) là đa thức bậc n và f (x) là một
trong các hàm sinx,cosx,ex
,ax
.
Khi đó ta đặt
u = P(x)
dv = f (x)
Ví dụ 10.1. Tính các tích phân sau:
1. I1 =
π
2
0
x cosx dx
2. I2 =
1
0
(x −2)e2x
dx
3. I3 =
1
0
(x +1)2
e2x
dx
Giải
1. Tích phân từng phần dạng 1
Đặt u = t ⇒ du = dx
dv = cosx dx ; v = sinx
Khi đó : I1 = x.sinx|
π
2
0 −
π
2
0
sinx dx =
π
2
−1.
2. I2 =
1
0
(x −1)e2x
dx
Đặt u = x −1 ⇒ du = dx
dv = e2x
dx ; v =
e2x
2
Khi đó: I2 = (x −1)·
e2x
2
1
0
−
1
2
1
0
e2x
dx =
1−3e2
4
.
3. Đa thức bậc 2 ta tính tích phân từng phần hai lần.
© Nguyễn Hồng Điệp 65
10. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN TỪNG PHẦN Chương I. TÍCH PHÂN
Đặt u = (x +1)2
⇒ du = 2(x +1) dx
dv = e2x
dx ; v =
1
2
e2x
Khi đó: I3 =
1
2
e2x
(x +1)2
1
0
−
1
0
(x +1)e2x
dx
= 2e2
−
1
2
−
1
0
(x +1)e2x
dx
Tích phân I2 =
1
0
(x +1)e2x
dx đã được tính ở trên.
Vậy: I =
5e2
−1
4
Nhận xét: đa thức P(n) có bậc n ta tính đến n lần.
Ví dụ 10.2. Tính I =
π
2
0
e2x
cos3x dx
Giải
Đặt u = e2x
⇒ du = 2e2x
dx
dv = cos3x dx ; v =
1
3
sin3x
Khi đó: I =
1
3
e2x
sin3x
π
2
0
−
2
3
π
2
0
e2x
sin3x dx = −
1
3
eπ
−
2
3
J
• Xét J =
π
2
0
e2x
sin3x dx
Đặt u = e2x
⇒ du = 2e2x
dx
dv = sin3x dx ; v = −
1
3
cos3x
Khi đó: J = −
1
3
e2x
cos3x
π
2
0
+
2
3
π
2
0
e2x
cos3x dx =
1
3
+
2
3
I
Từ đó ta có:
I = −
1
3
eπ
−
2
9
−
4
9
I ⇔ I =
−3eπ
−2
13
.
Nhận xét:
1) Trong tích phân J nếu ta đặt u = cos3x (khác kiểu với cách đặt của tích phân I) thì ta
thấy xuất hiện I nhưng khi thay vào sẽ được điều hiển nhiên đúng, bài toán đi vào
ngõ cụt.
66 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương I. TÍCH PHÂN 10. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN TỪNG PHẦN
2) Trong bài toán tích phân chứa ex
.cosx (hoặc ex
.sinx) ta tính tích phân từng phần hai
lần. Lần đầu ta đặt kiểu nào cũng được nhưng lần 2 phải cùng kiểu với lần 1.
Ví dụ 10.3. Tính I =
1
0
ex+ex
dx
Giải
Ta có: I =
1
0
ex
.eex
dx
• Đổi biến:
Đặt t = ex
⇒ dt = ex
dx
Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 1 ; x = 1 ⇒ t = e
Khi đó: I =
e
1
tet
dt =
e
1
xex
dx
• Tích phân từng phần
Đặt u = t ⇒ du = dx
dv = et
dx ; v = et
Khi đó: I = xex
|e
1 −
e
1
ex
dx = ee
(e −1).
Nhận xét: Ví dụ trên cho thấy các bài tập tích phân không chỉ là các dạng đơn lẻ mà là
tổng hợp nhiều phương pháp, để giải quyết một bài toán tích phân ta cần nắm vững
các dạng toán và biết cách kết hợp chúng.
Bài toán tương tự
1.
π
2
0
(x +sin2
x)cosx dx. Đáp số: 3π−4
6 .
2.
π
4
0
x
1+cos2x
dx. Đáp số: π
8 − 1
4 ln2.
3.
π
4
0
x tan2
x dx. Đáp số: π
4
− 1
2
ln2− π
32
.
4.
2
0
x2
ex
(x +2)2
dx. Đáp số: e2
+1, hd u=x2
ex
5.
π
2
0
(2x −1)cos2
x dx. Đáp số: π2
8
− π
4
− 1
2
.
© Nguyễn Hồng Điệp 67
10. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN TỪNG PHẦN Chương I. TÍCH PHÂN
6.
π
2
0
(x +1)sin2x dx. Đáp số: π
4 +1
7.
π
3
π
4
x
sin2
x
dx. Đáp số: (9−4 3)π
36
+ 1
2
ln 3
4
8.
π
2
0
e2x
sin3x dx. Đáp số: 3−2eπ
13
10.2 Dạng 2
Tính tích phân có dạng I = P(x)f (x)dx trong đó f (x) là một trong các hàm lnx,loga x.
Khi đó ta đặt
u = f (x)
dv = P(x)
Ví dụ 10.4. Tính I =
3
2
ln(x3
− x)dx
Giải
Đặt u = ln(x − x2
) ⇒ du =
2x −1
x(x −1)
dx
dv = dx ; v = (x −1)
Khi đó: I = (x −1)ln(x2
− x)
3
2 −
3
2
2x −1
x
dx = 3ln3−2.
Nhận xét: ta được chọn lựa v, thông thường với bài này ta chọn v = x nhưng ở đây
v = x −1 thì bài toán gọn hơn.
Ví dụ 10.5. Tính I =
3
1
3+lnx
(x +1)2
dx
Giải
Đặt u = 3+lnx ⇒ du =
1
x
dx
dv =
1
(x +1)2
dx ; v = −
1
x +1
68 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương I. TÍCH PHÂN 10. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN TỪNG PHẦN
Khi đó: I = −
3+lnx
x +1
3
1
+
3
1
1
x(x +1)
dx
= −
3+lnx
x +1
3
1
+
3
1
1
x
−
1
x −1
dx
= −
3+lnx
x +1
3
1
+ ln
x
x +1
3
1
=
3
4
−ln2+
3
4
ln3.
Ví dụ 10.6. Tính I =
π
2
0
cosx ln(1+cosx)dx
Giải
Đặt u = ln(1+cosx) ⇒ du = −
sinx
1+cosx
dx
dv = cosx dx ; v = sinx
Khi đó: I = sinx ln(1+cosx)|
π
2
0
=0
+
π
2
0
sin2
x
1+cosx
dx
=
π
2
0
1−cos2
x
1+cosx
dx =
π
2
0
(1−cosx)dx =
π
2
−1.
Ví dụ 10.7. Tính I =
eπ
1
cos(lnx)dx
Giải
Đặt u = cos(lnx) ⇒ du = −
1
x
sin(lnx dx
dv = ) dx ; v =
x Khi đó: I = x cos(lnx)|eπ
1 +
eπ
1
sin(lnx)dx
J
= −eπ
−1+ J
Đặt u = sin(lnx) ⇒ du =
1
x
cos(lnx) dx
dv = dx ; v = x
Khi đó: J = x.sin(lnx)|eπ
1
0
−
eπ
1
cos(lnx)dx = −I
Do đó: I = −eπ
−1− I ⇔ I = −
eπ
+1
2
© Nguyễn Hồng Điệp 69
10. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN TỪNG PHẦN Chương I. TÍCH PHÂN
Bài toán tương tự
1.
3
2
ln(x2
− x)dx. Đáp số: 3ln3−2
2.
e
1
x3
ln2
x dx. Đáp số: 5e4
−1
32
3.
e
1
x2
lnx
dx. Đáp số: 5e3
−2
27
4.
e
1
x3
ln2
x dx. Đáp số: 5x4
−1
32
5.
2
1
lnx
x3
dx. Đáp số: 3
16
− 1
8
ln2.
6.
e
1
2x −
3
x
lnx dx. Đáp số: e2
2
−1.
7.
e
1
x2
+1
x
·lnx dx. Đáp số: 3e2
+5
4
8.
3
1
x2
ln(x +1)dx. Đáp số: 18ln2− 20
9
9.
π
4
π
3
sinx.ln(tanx)dx. Đáp số: 3
4
ln3+ln( 2−1)
10.3 Phương pháp hằng số bất định
Dạng 1
Tính tích phân có dạng I = f (x)ex
dx trong đó f (x) là đa thức bậc n,1 ≤ n ∈ Z.
Ta thực hiện theo các bước:
1. Ta có:
I = g(x)ex
+C (1)
trong đó g(x) là đa thức cùng bậc với f (x).
2. Lấy đạo hàm hai vế của (1) và áp dụng phương pháp trị số riêng hoặc đồng nhất
thức xác định các đa thức g(x).
70 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương I. TÍCH PHÂN 10. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN TỪNG PHẦN
Ví dụ 10.8. Tính I =
1
0
(2x3
+5x2
−2x +4)e2x
dx
Giải
Giả sử
I1 = (2x3
+5x2
−2x +4)e2x
dx = (ax3
+bx2
+cx +d)e2x
+C (1)
Lấy đạo hàm hai vế của (1) ta được:
2x3
+5x2
−2x +4)e2x
= [2ax3
+(3a +2b)x2
+(2b +2c)x +2d]e2x
Đồng nhất đẳng thức trên ta được



2a = 2
3a +2b = 5
2b +2c = −2
c +2d = 4
⇔



a = 1
b = 1
c = −2
d = 3
Do đó I1 = (x3
+ x2
−2x +3)e2x
+C
Vậy: I = (x3
+ x2
−2x +3)e2x 1
0 = e2
−3.
Nhận xét: phương pháp trên hữu hiệu trong trường hợp đa thức bậc lớn hơn hoặc bằng
3, trong bài toán trên nếu áp dụng cách thông thường ta phải lấy tích phân từng phần
3 lần.
Bài toán tương tự
1
0
x5
ex
dx. Đáp số: 120−44e.
Dạng 2
Tính tích phân có dạng I = f (x)sinx dx hoặc I = f (x)cosx dx trong đó
f (x) là đa thức bậc n,1 ≤ n ∈ Z.
Ta thực hiện theo các bước:
1. Ta có:
I = g(x)sinx +h(x)cosx +C (1)
trong đó g(x),h(x) là đa thức cùng bậc với f (x).
2. Lấy đạo hàm hai vế của (1) và áp dụng phương pháp trị số riêng hoặc đồng nhất
thức xác định các đa thức g(x),h(x).
© Nguyễn Hồng Điệp 71
10. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN TỪNG PHẦN Chương I. TÍCH PHÂN
Dạng 3
Tính tích phân có dạng I = ex
cosx dx hoặc I = ex
sinx dx ta thực hiện
theo các bước:
1. Ta có:
I = (Acosx +B sinx)ex
+C (1)
2. Lấy đạo hàm hai vế của (1) và áp dụng phương pháp trị số riêng hoặc đồng nhất
thức xác định A,B.
Ví dụ 10.9. Tính I =
π
2
0
ex
.cosx dx
Giải
Ta có:
I1 = ex
.cosx dx = (Acosx +B sinx)ex
+C (1)
Lấy đạo hàm hai vế của (1) ta được
ex
cosx = [(A +B)cosx +(B − A)sinx]ex
Đồng nhất thức đẳng thức trên ta được
A +B = 1
B − A = 0
⇔
A = 1
2
B = 1
2
Khi đó: I1 =
1
2
(sinx +cosx)ex
+C
Vậy: I =
1
2
(sinx +cosx)ex
π
2
0
=
1
2
e
π
2 −
1
2
.
Ví dụ 10.10. Tính I =
π
2
0
ex
.sin2
x dx
Giải
Ta có: I =
1
2
π
2
0
(1−cos2x)ex
dx
Mặt khác
I1 =
1
2
(1−cos2x)ex
dx = (A +B cos2x +C sin2x)ex
+D
72 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương I. TÍCH PHÂN 11. CÁC BÀI TOÁN ĐẶC BIỆT
Lấy đạo hàm hai vế đẳng thức trên ta được
1
2
(1−cos2x)ex
= [a +(2C +B)cos2x +(C −2B)sin2x]ex
Đồng nhất đẳng thức ta được



2A = 1
2(2C +B) = −1
2(C −2B) = 0
⇔



A = 1
2
B = − 1
10
C = −1
5
Do đó: I1 =
1
10
(5−cos2x −2sin2x)ex
+D
Khi đó: I =
1
10
(5−cos2x −2sin2x)ex
π
2
0
=
3
5
e
π
2 −
2
5
.
11 Các bài toán đặc biệt
Có những bài toán tích phân có thể giải được bằng phương pháp tích phân từng phân.
Đôi khi giải quyết một bài tích phân mà đổi biến mãi không được ta nghĩ đến phương
pháp này.
Ví dụ 11.1. Tính I =
1
0
x3
x2 +1
dx
Giải
Cách 1 Đổi biến số Đặt t = x2 +1 ⇒ x2
= t2
−1 ⇒ xdx = tdt
Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 1 ; x = 1 ⇒ t = 2
Ta có: I =
2
1
(t2
−1)dt =
2
3
−
2
3
.
Cách 2 Tích phân từng phần
Đặt u = x2
⇒ du = 2x dx
dv =
x
x2 +1
dx ; v = x2 +1
Vậy I = x2
x2 +1
1
0
=
1
0
2x x2 +1dx −
2
3
−
2
3
Ví dụ 11.2. Tính I =
3
1
x2 +1
x2
dx
© Nguyễn Hồng Điệp 73
11. CÁC BÀI TOÁN ĐẶC BIỆT Chương I. TÍCH PHÂN
Giải
Cách 1 Đổi biến
Đặt x = tant,t ∈ −
π
2
,
π
2
⇒ x2 +1 =
1
cos2 t
⇒ dx =
dt
cos2 t
Đổi cận: x = 0 ⇒ t =
π
4
; x = 3 ⇒ t =
π
3
Khi đó: I =
π
3
π
4
1
cost sin2
t
dx =
π
3
π
4
cost
cos2 sin2
t
dx
Đổi biến số u = sint ta được
I =
3
2
2
2
1
(1−u2)u2
dx =
3
2
2
2
1
1−u2
+
1
u2
dx
= 2−
2
3
3+ln(2+ 3)−ln(1+ 2)
Cách 2 Tích phân từng phần
Đặt u = x2 +1 ⇒ du =
x
x2 +1
dx
dv =
1
x2
dx ; v = −
1
x
Khi đó: I = −
1
x
x2 +1
3
1
+
3
1
1
x2 +1
dx
= −
1
x
x2 +1
3
1
+ ln(x + x2 +1)
3
1
= 2−
2
3
3+ln(2+ 3)−ln(1+ 2)
Nhận xét: bài này dùng phương pháp tích phân từng phần là hợp lí.
Bài tập
1.
1
0
x3
x8 +1
dx. Hd: t = x4
2.
1
0
2x
4x +1
dx. Hd: t = 2x
3.
π
2
0
cosx
13−10sinx −cos2x
dx. Hd: t = sinx
74 © Nguyễn Hồng Điệp
II
ỨNG DỤNG CỦA TÍCH PHÂN
1. TÍNH DIỆN TÍCH HÌNH PHẲNG Chương II. ỨNG DỤNG CỦA TÍCH PHÂN
1 Tính diện tích hình phẳng
1.1 Công thức tính
Một hình phẳng giới hạn bởi (C1) : y = f (x), (C2) : y = g(x), và x = a,x = b, khi
đó diện tích hình phẳng tính bởi công thức:
S =
b
a
f (x)− g(x) dx
Một số lưu ý
1) Trong trường hợp đề bài không cho sẵn cận a,b ta tìm hoành độ giao điểm (C1) và
(C2) là nghiệm phương trình f (x)− g(x) = 0.
2) Để bỏ dấu giá trị tuyệt đối ta có 3 cách
(a) Dựa vào đồ thị: nếu nhìn vào đồ thị ta thấy (C1) nằm trên (C2) thì f (x)−g(x) ≥ 0
khi đó f (x)− g(x) = f (x)− g(x).
(b) Lập bảng xét dấu của f (x)−g(x) (xem lại Tích phân hàm chứa dấu giá trị tuyệt
đối)
(c) Nếu phương trình f (x)− g(x) = 0 chỉ có hai nghiệm là x = a,x = b và vì hàm
số h(x) = f (x)− g(x) liên tục nên f (x)− g(x) không đổi dấu trên [a,b] khi đó ta
được đem dấu trị tuyệt đối ra ngoài dấu tích phân:
S =
b
a
f (x)− g(x) dx =
b
a
f (x)− g(x) dx
1.2 Các ví dụ
Ví dụ 1.1. Tính diện tích hình phẳng được giới hạn bởi đường cong (C) : f (x) =
−3x −1
x −1
và hai trục tọa độ.
Giải
Ta tìm cận của tích phân là hoành độ giao điểm của (C) với các trục tọa độ. Hoành
độ giao điểm của (C) và trục hoành là x = −
1
3
, với trục tung là x = 0
Khi đó: S =
0
−1
3
−3−
4
x −1
dx =
0
−1
3
−3−
4
x −1
dx = −1+ln
4
3
.
76 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương II. ỨNG DỤNG CỦA TÍCH PHÂN 1. TÍNH DIỆN TÍCH HÌNH PHẲNG
1
−1
1
0−1
3
Ví dụ 1.2. Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi các đường (C1) : f (x) = (e + 1)x và
(C2) : g(x) = (1+ex
)x
Giải
Hoành độ giao điểm của hai đường cong là nghiệm của phương trình
(e +1)x = (1+ex
)x ⇔ x = 0 ∨ x = 1
Do (C1) cắt (C2) tại hai điểm phân biệt nên ta được
S =
1
0
(e +1)x +(1+ex
)x dx =
1
0
ex − xex
dx =
1
0
(ex − xex
)dx = |I|
Ta có: I =
1
0
(ex − xex
)dx =
1
0
ex dx −
1
0
xex
dx
= e.
x2
2
1
0
− (xex
−ex
)|1
0 =
e
2
−1.
Vậy: S =
e
2
−1 =
e
2
−1.
−1−2 1 2 3
1
3
0
Ví dụ 1.3. Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi đường cong (C) : y = |x2
− 4x + 3| và
d : y = 3
Giải
Phương trình hoành độ giao điểm của (C) và d
x2
−4x +3 = 3 ⇔
x2
−4x +3 = 3
x2
−4x +3 = −3
⇔
x = 0
x = 4
© Nguyễn Hồng Điệp 77
1. TÍNH DIỆN TÍCH HÌNH PHẲNG Chương II. ỨNG DỤNG CỦA TÍCH PHÂN
Ta có S =
4
0
|x2
−4x +3|−3 dx =
4
0
3−|x2
−4x +3| dx
Xét dấu f (x) = x2
−4x +3 để bỏ dấu giá trị tuyệt đối của |x2
−4x +3|
Cho x2
−4x +3 = 0 ⇔ x = 1 ∨ x = 3
Bảng xét dấu:
x
f (x)
−∞ 1 3 +∞
+ 0 − 0 +
Khi đó:
−2 21 3 4 6 8
−2
2
10
0
Ví dụ 1.4. Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi (P) : y2
= 4x và d : y = 2x −4
Giải
Ta có: y2
= 4x ⇔ x =
y2
4
y = 2x −4 ⇔ x =
y +4
2
Tung độ giao điểm (P) và d là nghiệm phương trình
y2
4
=
y +4
2
⇔ y = −2 ∨ y = 4
Khi đó diện tích hình phẳng được tính bởi
S =
4
−2
y +4
2
−
y2
4
d y =
4
−2
y +4
2
−
y2
4
d y = 9.
78 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương II. ỨNG DỤNG CỦA TÍCH PHÂN 2. THỂ TÍCH VẬT THỂ TRÒN XOAY
−2 2 4 6 8
−4
−2
2
4
0
a
f
g
2 Thể tích vật thể tròn xoay
2.1 Hình phẳng quay quanh Ox
Công thức
Hình phẳng (H) giới hạn bởi (C1) : y = f (x), (C2) : y = g(x), x = a,x = b khi quay (H) quanh
trục Ox ta được một vật thể tròn xoay có thể tích được tính theo công thức
V = π
b
a
f 2
(x)− g2
(x) dx
Đặc biệt khi (C2) là trục hoành thì công thức trên trở thành
V = π
b
a
f 2
(x)dx
Các ví dụ
Ví dụ 2.1. Tính thể tích vật thể tròn xoay khi quay miền (D) giới hạn bởi (C) : y = lnx,
y = 0,x = 2 quanh trục Ox.
© Nguyễn Hồng Điệp 79
2. THỂ TÍCH VẬT THỂ TRÒN XOAY Chương II. ỨNG DỤNG CỦA TÍCH PHÂN
Giải
Hoành độ giao điểm của (C) và trục hoành y = 0 là nghiệm phương trình
lnx = 0 ⇔ x = 1
Khi đó: V = π
2
1
ln2
x dx
Sau khi tính tích phân từng phần 2 lần ta thu được kết quả
V = 2ln2
2+4ln2+2
.
80 © Nguyễn Hồng Điệp
III
BÀI TẬP TỔNG HỢP
1. CÁC ĐỀ THI TUYỂN SINH 2002-2014 Chương III. BÀI TẬP TỔNG HỢP
1 Các đề thi tuyển sinh 2002-2014
1. Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi y = |x2
−4x +3|, y = x +3. (2002-A). Đáp số:
109
6
2. Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi y = 4−
x2
4
, y =
x2
4 2
. (2002-B).
Đáp số: 2π+ 4
3
3. Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi y =
−3x −1
x −1
,Ox,Oy. (2002-D).
Đáp số: −1+4ln 4
3
4. Tính
π
2
0
6
1−cos5 x sinx dx (Dự bị 2002-A). Đáp số: 12
91
5. Tính
0
−1
x e2x
+
3
x +1 dx (Dự bị 2002-A). Đáp số: 3
4e2 − 4
7.
6. Tính I =
ln3
0
ex
(ex +1)3
dx (Dự bị 2002-B). Đáp số: 2−1
7. Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi (C) : y =
1
3
x3
− 2x2
+ 3x và trục Ox (Dự bị
2002-D). Đáp số: 9
4
8. Tính I =
1
0
x3
1+ x2
dx (Dự bị 2002-D). Đáp số: 1
2
(1−ln2).
9. Tính I =
2 3
5
1
x x2 +4
dx (2003-A). Đáp số: 1
4 ln 5
3
10. Tính I =
π
4
0
1−2sin2
x
1+sin2x
dx (2003-B). Đáp số: 1
2
ln2
11. Tính I =
2
0
|x2
− x|dx (2003-D). Đáp số: 1
12. Tính I =
π
4
0
x
1+cos2x
dx (Dự bị 2003-A). Đáp số: π
8
− 1
4
ln2.
13. Tính I =
1
0
x3
1− x2 dx (Dự bị 2003-A). Đáp số: 2
15
.
82 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương III. BÀI TẬP TỔNG HỢP 1. CÁC ĐỀ THI TUYỂN SINH 2002-2014
14. Tính I = tpln2ln5
e2x
ex −1
(Dự bị 2003-B). Đáp số: 20
3
15. Cho f (x) =
a
(x +1)3
+bx.ex
. Tìm a,b biết f (0) = −22 và I =
1
0
f (x)dx = 5 (Dự bị 2003-
B). Đáp số:
a = 8,b = 2.
16. Tính I =
1
0
x3
ex2
dx (Dự bị 2003-D). Đáp số: 1
2
17. Tính I =
e
0
x2
+1
x
lnx dx (Dự bị 2003-D). Đáp số: e2
4 + 3
4
18. Tính I =
2
1
x
1+ x −1
dx (2004-A). Đáp số: 11
3
−4ln2.
19. Tính I =
e
1
1+3lnx
x
dx ·lnx (2004-B). Đáp số: 116
135
20. Tính I =
3
2
ln(x2
− x)dx (2004-D). Đáp số: −2+3ln3.
21. Tính thể tích vật thể tròn xoay sinh ra khi quay quanh Ox hình phẳng (D) giới hạn
bởi Ox và (C) : y = x.sinx(0 ≤ x ≤ π) (Dự bị 2004-A). Đáp số: π3
4
22. Tính I =
π
2
0
ecosx
.sin2x dx (Dự bị 2004-B). Đáp số: e
23. tính I =
π2
0
x.sin x dx (Dự bị 2004-D). Đáp số: 2π2
−8.
24. Tính I =
ln8
ln3
e2x
ex +1dx (Dự bị 2004-D). Đáp số: 1076
15
25. Tính I =
π
2
0
sin2x +sinx
1+3cosx
dx (2005-A). Đáp số: 34
27
26. Tính I =
π
2
0
sin2x cosx
1+cosx
dx (2005-B). Đáp số: 2ln2−1.
© Nguyễn Hồng Điệp 83
1. CÁC ĐỀ THI TUYỂN SINH 2002-2014 Chương III. BÀI TẬP TỔNG HỢP
27. Tính I =
π
2
0
(esinx
+cosx)cosx dx (2005-D). Đáp số: e + π
4 −1.
28. Tính I =
π
3
0
sin2
x.tanx dx (Dự bị 2005-A) Đáp số: ln2− 3
8
29. Tính I =
7
0
x +2
3
x +1
dx (Dự bị 2005-A). Đáp số: 231
10
30. Tính I =
e
0
x2
lnx dx (Dự bị 2005-B). Đáp số: 2
9e3
+ 1
3
31. Tính I =
π
4
0
(tanx +esinx
cosx)dx (Dự bị 2005-B). Đáp số: ln 2+e
1
2 −1
32. Tính I =
e3
1
ln2
x
x lnx +1
dx (Dự bị 2005-D). Đáp số: 76
15
.
33. Tính I =
π
2
0
(2x −1)cos2
x dx (Dự bị 2005-D). Đáp số: π2
8
− π
4
− 1
2
.
34. Tính I =
π
2
0
sin2x
cos2 x +4sin2
x
dx (2006-A). Đáp số: 2
3
35. Tính I =
ln5
ln3
1
ex +2e−x −3
dx (2006-B). Đáp số: ln 3
2
36. Tính I =
1
0
(x −2)e2x
dx (2006-D). Đáp số: 5−3e2
4
37. Tính I =
6
2
1
2x +1 4x −1
dx (Dự bị 2006-A). Đáp số: ln 3
2
− 1
2
38. Tính I =
10
5
1
x −2 x −1
dx (Dự bị 2006-B). Đáp số: 2ln2+1
39. Tính I =
e
1
3−2lnx
x 1+lnx
dx (Dự bị 2006-B). Đáp số: 10 2−11
3
84 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương III. BÀI TẬP TỔNG HỢP 1. CÁC ĐỀ THI TUYỂN SINH 2002-2014
40. Tính I =
π
2
0
(x +1)sin2x dx (Dự bị 2006-D). Đáp số: π
4 +1
41. Tính I =
2
1
(x −2)lnx dx (dự bị 2006-D). Đáp số: −2ln2+ 5
4.
42. Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi y = (e +1)x, y = (1+ex
)x (2007-A). Đáp số:
e
2 −1
43. Cho hình phẳng (H) giới hạn bởi các đường y = x lnx, y = 0,x = e. Tính thể tích khối
tròn xoay tạo thành khi quay hình (H) quanh trục Ox (2007-B). Đáp số: π(5e3
−2)
32
44. Tính I =
e
1
x3
ln2
x dx (2007-D). Đáp số: 5e4
−1
32
45. Tính I =
4
0
2x +1
1+ 2x +1
dx (Dự bị 2007-A). Đáp số: 2+ln2.
46. Cho hình phẳng (H) giới hạn bởi 4y = x2
, y = x. Tính thể tích khối tròn xoay khi
quay (H) quanh Ox (Dự bị 2007-A). Đáp số: 128π
15
47. Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi y =
x(1− x)
x2 +1
, y = 0. (Dự bị 2007-B). Đáp số:
−1+ π
4 + 1
2 ln2.
48. Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi y = x2
, y = 2− x2 (Dự bị 20074-B). Đáp số:
π
2
+ 1
3
.
49. Tính I =
1
0
x(x −1)
x2 −4
dx (Dự bị 2007-D). Đáp số: 1+ln2− 3
2 ln3.
50. Tính I =
π
2
0
x2
cosx dx (Dự bị 2007-D). Đáp số: π2
4 −2.
51. Tính I =
π
6
0
tan4
x
cos2x
dx (2008-A). Đáp số: 1
2
ln 3+1
3−1
− 10 3
27
.
52. Tính I =
π
4
0
sin x −
π
4
sin2x +2(1+sinx +cosx)
dx (2008-B). Đáp số: 4−3 2
4
.
53. Tính I =
2
1
lnx
x3
dx (2008-D). Đáp số: 3−2ln2
16
© Nguyễn Hồng Điệp 85
1. CÁC ĐỀ THI TUYỂN SINH 2002-2014 Chương III. BÀI TẬP TỔNG HỢP
54. Tính I =
3
−1
2
x
3
2x +2
dx (Dự bị 2008-A). Đáp số: 12
5 .
55. Tính I =
π
2
0
sin2x
3+4sinx −cos2x
dx (Dự bị 2008-A). Đáp số: −1
2
+ln2.
56. Tính I =
2
0
x +1
4x +1
dx (Dự bị 2008-B). Đáp số: 11
6
57. Tính I =
1
0
x3
4− x2
dx (Dự bị 2008-B). Đáp số: 16−9 3
3
58. Tính I =
1
0
xe2x
−
x
4− x2
dx (Dự bị 2008-D). Đáp số: 1
4
e2
− 7
4
+ 3.
59. Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi y = −x2
+4x, y = x (Cao đẳng 2008). Đáp
số: 9
2
.
60. Tính I =
π
2
0
(cos3
x −1)cos2
x dx (2009-A). Đáp số: 8
15
− π
4
.
61. Tính i =
3
1
3+lnx
(x +1)2
dx (2009-B). Đáp số: 1
4 3+ln 27
16
62. Tính I =
3
1
1
ex −1
dx (2009-D). Đáp số: ln(e2
+e +1)−2
63. Tính I =
1
0
e−2x
+ x ex
dx (Cao đẳng 2009). Đáp số: 2− 1
e
64. Tính I =
1
0
x2
+ex
+2x2
ex
1+2ex
dx (2010-A). Đáp số: 1
3
+ 1
2
ln 1+2e
3
65. Tính I =
e
1
lnx
x(2+ln)2
dx (2010-B). Đáp số: −1
3
+ln 3
2
66. Tính I =
e
1
2x −
3
x
lnx dx (2010-D). Đáp số: e2
2
−1
67. Tính I =
1
0
2x −1
x +1
dx (Cao đẳng 2010). Đáp số: 2−3ln2
86 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương III. BÀI TẬP TỔNG HỢP 1. CÁC ĐỀ THI TUYỂN SINH 2002-2014
68. Tính I =
1
0
2x −1
x5 −5x +6
dx (Dự bị 2010-B). Đáp số: 8ln2−5ln3
69. Tính I =
2
1
2− 4− x62
x4
dx (Dự bị 2010-B). Đáp số: 7
12 − 3
4
70. Tính I =
e
1
lnx −2
x lnx + x
dx (Dự bị 2010-D). Đáp số: 1−3ln2
71. Tính I =
π
4
0
x sinx +(x +1)cosx
x sinx +cosx
dx (2011-A). Đáp số: π
4 +ln π 2
8 + 2
2
72. Tính I =
4
0
1+ x sinx
cos2 x
dx (2011-B). Đáp số: 3+ 2π
3 +ln(2− 3)
73. Tính I =
4
0
4x −1
2x +1+2
dx (2011-D). Đáp số: 34
3
+10ln 3
5
74. Tính I =
2
1
2x +1
x(x +1)
dx (Cao đẳng 2011). Đáp số: ln3
75. Tính I =
3
1
1+ln(x +1)
x2
dx (2012-A). Đáp số: 2
3 − 2
3 ln2+ln3
76. Tính I =
1
0
x3
x4 +2x2 +2
dx (2012-B). Đáp số: ln3− 3
2
ln2
77. Tính I =
π
4
0
x(1+sin2x)dx (2012-D). Đáp số: π2
32 + 1
4
78. Tính i =
1
0
x
x +1
dx (Cao đẳng 2012). Đáp số: 8
3
79. Tính I =
2
1
x2
−1
x2
·lnx dx (2013-A). Đáp số: 5
2
ln2− 3
2
80. Tính I =
1
0
x 2− x2 dx (2013-B). Đáp số: 2 2−1
3
81. Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi đường cong y = x2
−3x +3 và đường thẳng
y = 2x +1 (2014-A). Đáp số: 1
6.
© Nguyễn Hồng Điệp 87
2. BÀI TẬP TỔNG HỢP Chương III. BÀI TẬP TỔNG HỢP
82. Tính tích phân I =
2
1
x2
+3x +1
x2 + x
dx (2014-B). Đáp số: 1+ln3.
83. Tính tích phân I =
π
4
0
(x +1)sin2x dx (2014-D). Đáp số: 3
4
.
84. Tính tích phân I =
2
1
x2
+2lnx
x
dx (2014-Cao đẳng). Đáp số: 3
2
+ln2
x.
2 Bài tập tổng hợp
1.
π
2
0
1
cosx +2
dx. Đáp số: π
3 3
,(t = tan x
2 ).
2.
1
0
ex
ex +e−x
dx . Đáp số: ln e+ 1+e2
1+ 2
3.
π
4
0
sin4x
4+cos2 2x
dx . Đáp số: −1
2
ln 4
5
.
4.
0
−ln3
1−ex
1+ex
dx. Đáp số: ln 4
3
.
5.
e
π
2
1
sin(lnx)dx. Đáp số: 1
2 e
π
2 +1 .
6.
3
1
1+ x2
x2
dx.
7.
1
0
1
x6
dx. Đáp số: − 1
2 3
ln(2− 3)+ π
6
.
8.
π2
4
0
cos3
( x)dx. Đáp số: 2π
3 − 14
9 .
9.
3
0
x4
−1
x2 −9
dx. Đáp số: 20π
3
−18.
88 © Nguyễn Hồng Điệp
Chương III. BÀI TẬP TỔNG HỢP 2. BÀI TẬP TỔNG HỢP
10.
π
0
1−sin2x dx. Đáp số: 2 2−2.
11.
2
1
1− x7
x(1+ x7)
dx. Đáp số: 1
2
ln2− 2
7
ln 129
2
.
12.
2
1
6x
9x −4x
dx. Đáp số: ln 4
9
.ln 13
25
.
© Nguyễn Hồng Điệp 89

More Related Content

What's hot

[Www.toan capba.net] chuyen-de-luyen-thi-dh-2012-tran-anh-tuan
[Www.toan capba.net] chuyen-de-luyen-thi-dh-2012-tran-anh-tuan[Www.toan capba.net] chuyen-de-luyen-thi-dh-2012-tran-anh-tuan
[Www.toan capba.net] chuyen-de-luyen-thi-dh-2012-tran-anh-tuantrongphuckhtn
 
bộ 3 câu hỏi khó phân loại trong đề thi thử THPT Quốc gia môn Toán​ năm 2015
bộ 3 câu hỏi khó phân loại trong đề thi thử THPT Quốc gia môn Toán​ năm 2015bộ 3 câu hỏi khó phân loại trong đề thi thử THPT Quốc gia môn Toán​ năm 2015
bộ 3 câu hỏi khó phân loại trong đề thi thử THPT Quốc gia môn Toán​ năm 2015Linh Nguyễn
 
Tuyen tap de dh 2002 2012 theo chu de
Tuyen tap de dh  2002 2012 theo chu deTuyen tap de dh  2002 2012 theo chu de
Tuyen tap de dh 2002 2012 theo chu deĐăng Trọng
 
[Mathvn.com] tuyen tap de dh 2002-2012 theo chu de
[Mathvn.com] tuyen tap de dh  2002-2012 theo chu de[Mathvn.com] tuyen tap de dh  2002-2012 theo chu de
[Mathvn.com] tuyen tap de dh 2002-2012 theo chu dehannahisabellla
 
Luận án: Một số phương pháp ngẫu nhiên cho bài toán cực đại hóa xác suất hậu ...
Luận án: Một số phương pháp ngẫu nhiên cho bài toán cực đại hóa xác suất hậu ...Luận án: Một số phương pháp ngẫu nhiên cho bài toán cực đại hóa xác suất hậu ...
Luận án: Một số phương pháp ngẫu nhiên cho bài toán cực đại hóa xác suất hậu ...Dịch vụ viết thuê Khóa Luận - ZALO 0932091562
 
38 đề thi Toán học kỳ 1 lớp 2
38 đề thi Toán học kỳ 1 lớp 238 đề thi Toán học kỳ 1 lớp 2
38 đề thi Toán học kỳ 1 lớp 2toantieuhociq
 
ĐỒ ÁN MẪU BÊ TÔNG CỐT THÉP 2 - THẦY HỒ ĐỨC DUY - ĐH BÁCH KHOA TPHCM
ĐỒ ÁN MẪU BÊ TÔNG CỐT THÉP 2 - THẦY HỒ ĐỨC DUY - ĐH BÁCH KHOA TPHCMĐỒ ÁN MẪU BÊ TÔNG CỐT THÉP 2 - THẦY HỒ ĐỨC DUY - ĐH BÁCH KHOA TPHCM
ĐỒ ÁN MẪU BÊ TÔNG CỐT THÉP 2 - THẦY HỒ ĐỨC DUY - ĐH BÁCH KHOA TPHCMsonlam nguyenmai
 
Phân Tích Ứng Xử Tiết Diện Cột CFST
Phân Tích Ứng Xử Tiết Diện Cột CFSTPhân Tích Ứng Xử Tiết Diện Cột CFST
Phân Tích Ứng Xử Tiết Diện Cột CFSTThai Son
 
5 ĐỀ KHẢO SÁT CHẤT LƯỢNG ĐẦU NĂM LỚP 3 CÓ HDG
5 ĐỀ KHẢO SÁT CHẤT LƯỢNG ĐẦU NĂM LỚP 3 CÓ HDG5 ĐỀ KHẢO SÁT CHẤT LƯỢNG ĐẦU NĂM LỚP 3 CÓ HDG
5 ĐỀ KHẢO SÁT CHẤT LƯỢNG ĐẦU NĂM LỚP 3 CÓ HDGBồi Dưỡng HSG Toán Lớp 3
 

What's hot (17)

Luận án: Hiệu ứng vật lý mới trong các mô hình 3-3-1, HAY
Luận án: Hiệu ứng vật lý mới trong các mô hình 3-3-1, HAYLuận án: Hiệu ứng vật lý mới trong các mô hình 3-3-1, HAY
Luận án: Hiệu ứng vật lý mới trong các mô hình 3-3-1, HAY
 
[Www.toan capba.net] chuyen-de-luyen-thi-dh-2012-tran-anh-tuan
[Www.toan capba.net] chuyen-de-luyen-thi-dh-2012-tran-anh-tuan[Www.toan capba.net] chuyen-de-luyen-thi-dh-2012-tran-anh-tuan
[Www.toan capba.net] chuyen-de-luyen-thi-dh-2012-tran-anh-tuan
 
bộ 3 câu hỏi khó phân loại trong đề thi thử THPT Quốc gia môn Toán​ năm 2015
bộ 3 câu hỏi khó phân loại trong đề thi thử THPT Quốc gia môn Toán​ năm 2015bộ 3 câu hỏi khó phân loại trong đề thi thử THPT Quốc gia môn Toán​ năm 2015
bộ 3 câu hỏi khó phân loại trong đề thi thử THPT Quốc gia môn Toán​ năm 2015
 
Luận văn: Thống kê Bayes nhiều chiều và ứng dụng, HOT, 9đ
Luận văn: Thống kê Bayes nhiều chiều và ứng dụng, HOT, 9đLuận văn: Thống kê Bayes nhiều chiều và ứng dụng, HOT, 9đ
Luận văn: Thống kê Bayes nhiều chiều và ứng dụng, HOT, 9đ
 
Dãy số và giới hạn
Dãy số và giới hạnDãy số và giới hạn
Dãy số và giới hạn
 
Luận án: Một số tính chất của neutrino thuận thang điện yếu, HAY
Luận án: Một số tính chất của neutrino thuận thang điện yếu, HAYLuận án: Một số tính chất của neutrino thuận thang điện yếu, HAY
Luận án: Một số tính chất của neutrino thuận thang điện yếu, HAY
 
Tuyen tap de dh 2002 2012 theo chu de
Tuyen tap de dh  2002 2012 theo chu deTuyen tap de dh  2002 2012 theo chu de
Tuyen tap de dh 2002 2012 theo chu de
 
[Mathvn.com] tuyen tap de dh 2002-2012 theo chu de
[Mathvn.com] tuyen tap de dh  2002-2012 theo chu de[Mathvn.com] tuyen tap de dh  2002-2012 theo chu de
[Mathvn.com] tuyen tap de dh 2002-2012 theo chu de
 
Luận án: Một số phương pháp ngẫu nhiên cho bài toán cực đại hóa xác suất hậu ...
Luận án: Một số phương pháp ngẫu nhiên cho bài toán cực đại hóa xác suất hậu ...Luận án: Một số phương pháp ngẫu nhiên cho bài toán cực đại hóa xác suất hậu ...
Luận án: Một số phương pháp ngẫu nhiên cho bài toán cực đại hóa xác suất hậu ...
 
39 BÀI TOÁN NÂNG CAO LỚP 2
39 BÀI TOÁN NÂNG CAO LỚP 239 BÀI TOÁN NÂNG CAO LỚP 2
39 BÀI TOÁN NÂNG CAO LỚP 2
 
38 đề thi Toán học kỳ 1 lớp 2
38 đề thi Toán học kỳ 1 lớp 238 đề thi Toán học kỳ 1 lớp 2
38 đề thi Toán học kỳ 1 lớp 2
 
Luận văn: Các dạng phương trình lượng giác, HAY, 9đ
Luận văn: Các dạng phương trình lượng giác, HAY, 9đLuận văn: Các dạng phương trình lượng giác, HAY, 9đ
Luận văn: Các dạng phương trình lượng giác, HAY, 9đ
 
Luận án: Nghiên cứu kỹ thuật tách tín hiệu đường lên trong hệ thống Massive MIMO
Luận án: Nghiên cứu kỹ thuật tách tín hiệu đường lên trong hệ thống Massive MIMOLuận án: Nghiên cứu kỹ thuật tách tín hiệu đường lên trong hệ thống Massive MIMO
Luận án: Nghiên cứu kỹ thuật tách tín hiệu đường lên trong hệ thống Massive MIMO
 
ĐỒ ÁN MẪU BÊ TÔNG CỐT THÉP 2 - THẦY HỒ ĐỨC DUY - ĐH BÁCH KHOA TPHCM
ĐỒ ÁN MẪU BÊ TÔNG CỐT THÉP 2 - THẦY HỒ ĐỨC DUY - ĐH BÁCH KHOA TPHCMĐỒ ÁN MẪU BÊ TÔNG CỐT THÉP 2 - THẦY HỒ ĐỨC DUY - ĐH BÁCH KHOA TPHCM
ĐỒ ÁN MẪU BÊ TÔNG CỐT THÉP 2 - THẦY HỒ ĐỨC DUY - ĐH BÁCH KHOA TPHCM
 
Phân Tích Ứng Xử Tiết Diện Cột CFST
Phân Tích Ứng Xử Tiết Diện Cột CFSTPhân Tích Ứng Xử Tiết Diện Cột CFST
Phân Tích Ứng Xử Tiết Diện Cột CFST
 
Luận văn: Sự hội tụ của các độ đo xác suất và ứng dụng, HOT, 9đ
Luận văn: Sự hội tụ của các độ đo xác suất và ứng dụng, HOT, 9đLuận văn: Sự hội tụ của các độ đo xác suất và ứng dụng, HOT, 9đ
Luận văn: Sự hội tụ của các độ đo xác suất và ứng dụng, HOT, 9đ
 
5 ĐỀ KHẢO SÁT CHẤT LƯỢNG ĐẦU NĂM LỚP 3 CÓ HDG
5 ĐỀ KHẢO SÁT CHẤT LƯỢNG ĐẦU NĂM LỚP 3 CÓ HDG5 ĐỀ KHẢO SÁT CHẤT LƯỢNG ĐẦU NĂM LỚP 3 CÓ HDG
5 ĐỀ KHẢO SÁT CHẤT LƯỢNG ĐẦU NĂM LỚP 3 CÓ HDG
 

Viewers also liked

200 Bài toán hình học tọa độ không gian
200 Bài toán hình học tọa độ không gian200 Bài toán hình học tọa độ không gian
200 Bài toán hình học tọa độ không giantuituhoc
 
[Www.toan capba.net] bài tập phuong phap toa do trong khong gian
[Www.toan capba.net] bài tập phuong phap toa do trong khong gian[Www.toan capba.net] bài tập phuong phap toa do trong khong gian
[Www.toan capba.net] bài tập phuong phap toa do trong khong giankasinlo
 
Chuyên+đê+5+ ++mạch+dao+động+-+sóng+điện+từ+ltđh
Chuyên+đê+5+ ++mạch+dao+động+-+sóng+điện+từ+ltđhChuyên+đê+5+ ++mạch+dao+động+-+sóng+điện+từ+ltđh
Chuyên+đê+5+ ++mạch+dao+động+-+sóng+điện+từ+ltđhJDieen XNguyeen
 
Giải chi tiết một số câu sóng cơ
Giải chi tiết một số câu sóng cơGiải chi tiết một số câu sóng cơ
Giải chi tiết một số câu sóng cơtuituhoc
 
Tóm tắt lý thuyết và các bài tập chương sóng điện từ
Tóm tắt lý thuyết và các bài tập chương sóng điện từTóm tắt lý thuyết và các bài tập chương sóng điện từ
Tóm tắt lý thuyết và các bài tập chương sóng điện từMinh Thắng Trần
 
352 bài tập trắc nghiệm tọa độ không gian
352 bài tập trắc nghiệm tọa độ không gian352 bài tập trắc nghiệm tọa độ không gian
352 bài tập trắc nghiệm tọa độ không gianhaic2hv.net
 
Tích phân từng phần
Tích phân từng phầnTích phân từng phần
Tích phân từng phầnroggerbob
 
Luyen thi oxyz hinh 12
Luyen thi oxyz hinh 12Luyen thi oxyz hinh 12
Luyen thi oxyz hinh 12phongmathbmt
 
70 cong thuc giai nhanh hoa hoc chon loc
70 cong thuc giai nhanh hoa hoc chon loc70 cong thuc giai nhanh hoa hoc chon loc
70 cong thuc giai nhanh hoa hoc chon locUất Hương
 

Viewers also liked (11)

200 Bài toán hình học tọa độ không gian
200 Bài toán hình học tọa độ không gian200 Bài toán hình học tọa độ không gian
200 Bài toán hình học tọa độ không gian
 
[Www.toan capba.net] bài tập phuong phap toa do trong khong gian
[Www.toan capba.net] bài tập phuong phap toa do trong khong gian[Www.toan capba.net] bài tập phuong phap toa do trong khong gian
[Www.toan capba.net] bài tập phuong phap toa do trong khong gian
 
Chuyên đề có lời giải song dien tu
Chuyên đề có lời giải song dien tuChuyên đề có lời giải song dien tu
Chuyên đề có lời giải song dien tu
 
Chuyên+đê+5+ ++mạch+dao+động+-+sóng+điện+từ+ltđh
Chuyên+đê+5+ ++mạch+dao+động+-+sóng+điện+từ+ltđhChuyên+đê+5+ ++mạch+dao+động+-+sóng+điện+từ+ltđh
Chuyên+đê+5+ ++mạch+dao+động+-+sóng+điện+từ+ltđh
 
Cac bai toan ve mat cau
Cac bai toan ve mat cauCac bai toan ve mat cau
Cac bai toan ve mat cau
 
Giải chi tiết một số câu sóng cơ
Giải chi tiết một số câu sóng cơGiải chi tiết một số câu sóng cơ
Giải chi tiết một số câu sóng cơ
 
Tóm tắt lý thuyết và các bài tập chương sóng điện từ
Tóm tắt lý thuyết và các bài tập chương sóng điện từTóm tắt lý thuyết và các bài tập chương sóng điện từ
Tóm tắt lý thuyết và các bài tập chương sóng điện từ
 
352 bài tập trắc nghiệm tọa độ không gian
352 bài tập trắc nghiệm tọa độ không gian352 bài tập trắc nghiệm tọa độ không gian
352 bài tập trắc nghiệm tọa độ không gian
 
Tích phân từng phần
Tích phân từng phầnTích phân từng phần
Tích phân từng phần
 
Luyen thi oxyz hinh 12
Luyen thi oxyz hinh 12Luyen thi oxyz hinh 12
Luyen thi oxyz hinh 12
 
70 cong thuc giai nhanh hoa hoc chon loc
70 cong thuc giai nhanh hoa hoc chon loc70 cong thuc giai nhanh hoa hoc chon loc
70 cong thuc giai nhanh hoa hoc chon loc
 

Similar to Chuyên đề tich phan on thi dh

TongHopLyThuyet.pdf
TongHopLyThuyet.pdfTongHopLyThuyet.pdf
TongHopLyThuyet.pdfmaytinh_5p
 
OLYMPIC SINH VIÊN MÔN ĐẠI SỐ ĐỊNH THỨC, HỆ PHƯƠNG TRÌNH TUYẾN TÍNH, MA TRẬN V...
OLYMPIC SINH VIÊN MÔN ĐẠI SỐ ĐỊNH THỨC, HỆ PHƯƠNG TRÌNH TUYẾN TÍNH, MA TRẬN V...OLYMPIC SINH VIÊN MÔN ĐẠI SỐ ĐỊNH THỨC, HỆ PHƯƠNG TRÌNH TUYẾN TÍNH, MA TRẬN V...
OLYMPIC SINH VIÊN MÔN ĐẠI SỐ ĐỊNH THỨC, HỆ PHƯƠNG TRÌNH TUYẾN TÍNH, MA TRẬN V...Man_Ebook
 
3 câu thi thử;
3 câu thi thử;3 câu thi thử;
3 câu thi thử;nam nam
 
bai-giang-thong-ke-xa-hoi-hoc-2022.pdf
bai-giang-thong-ke-xa-hoi-hoc-2022.pdfbai-giang-thong-ke-xa-hoi-hoc-2022.pdf
bai-giang-thong-ke-xa-hoi-hoc-2022.pdfPhmVnt11
 
Đề tài: Đại cương về không gian Vec-tơ tô-pô, HAY - Gửi miễn phí qua zalo=> 0...
Đề tài: Đại cương về không gian Vec-tơ tô-pô, HAY - Gửi miễn phí qua zalo=> 0...Đề tài: Đại cương về không gian Vec-tơ tô-pô, HAY - Gửi miễn phí qua zalo=> 0...
Đề tài: Đại cương về không gian Vec-tơ tô-pô, HAY - Gửi miễn phí qua zalo=> 0...Dịch vụ viết bài trọn gói ZALO: 0909232620
 
Help maple 20000x
Help maple 20000xHelp maple 20000x
Help maple 20000xMicheal Lim
 
Đề thi đại học môn Toán theo chủ đề từ 2002 đến 2012
Đề thi đại học môn Toán theo chủ đề từ 2002 đến 2012 Đề thi đại học môn Toán theo chủ đề từ 2002 đến 2012
Đề thi đại học môn Toán theo chủ đề từ 2002 đến 2012 Summer Song
 
Giáo trình Tester Full
Giáo trình Tester FullGiáo trình Tester Full
Giáo trình Tester FullThanh Sơn
 
[Math educare] bai giang phuong trinh vi phan-trinh duc tai
[Math educare] bai giang phuong trinh vi phan-trinh duc tai[Math educare] bai giang phuong trinh vi phan-trinh duc tai
[Math educare] bai giang phuong trinh vi phan-trinh duc taiNguyen Vietnam
 
ĐIỀU KHIỂN HỆ ĐA TÁC TỬ.pdf
ĐIỀU KHIỂN HỆ ĐA TÁC TỬ.pdfĐIỀU KHIỂN HỆ ĐA TÁC TỬ.pdf
ĐIỀU KHIỂN HỆ ĐA TÁC TỬ.pdfMan_Ebook
 
Bài tập Toán kinh tế
Bài tập Toán kinh tếBài tập Toán kinh tế
Bài tập Toán kinh tếtuongnm
 
Bài giảng giải tích 3 - thầy nguyễn xuân diệu.pdf
Bài giảng giải tích 3 - thầy nguyễn xuân diệu.pdfBài giảng giải tích 3 - thầy nguyễn xuân diệu.pdf
Bài giảng giải tích 3 - thầy nguyễn xuân diệu.pdfTrường Việt Nam
 
Giai tich loi roi rac
Giai tich loi roi rac Giai tich loi roi rac
Giai tich loi roi rac KhacVu1
 
Baitap toancc2
Baitap toancc2Baitap toancc2
Baitap toancc2tuongnm
 

Similar to Chuyên đề tich phan on thi dh (20)

Luận văn: Các dạng phương trình lượng giác, HOT - Gửi miễn phí qua zalo=> 090...
Luận văn: Các dạng phương trình lượng giác, HOT - Gửi miễn phí qua zalo=> 090...Luận văn: Các dạng phương trình lượng giác, HOT - Gửi miễn phí qua zalo=> 090...
Luận văn: Các dạng phương trình lượng giác, HOT - Gửi miễn phí qua zalo=> 090...
 
TongHopLyThuyet.pdf
TongHopLyThuyet.pdfTongHopLyThuyet.pdf
TongHopLyThuyet.pdf
 
OLYMPIC SINH VIÊN MÔN ĐẠI SỐ ĐỊNH THỨC, HỆ PHƯƠNG TRÌNH TUYẾN TÍNH, MA TRẬN V...
OLYMPIC SINH VIÊN MÔN ĐẠI SỐ ĐỊNH THỨC, HỆ PHƯƠNG TRÌNH TUYẾN TÍNH, MA TRẬN V...OLYMPIC SINH VIÊN MÔN ĐẠI SỐ ĐỊNH THỨC, HỆ PHƯƠNG TRÌNH TUYẾN TÍNH, MA TRẬN V...
OLYMPIC SINH VIÊN MÔN ĐẠI SỐ ĐỊNH THỨC, HỆ PHƯƠNG TRÌNH TUYẾN TÍNH, MA TRẬN V...
 
3 câu thi thử;
3 câu thi thử;3 câu thi thử;
3 câu thi thử;
 
bai-giang-thong-ke-xa-hoi-hoc-2022.pdf
bai-giang-thong-ke-xa-hoi-hoc-2022.pdfbai-giang-thong-ke-xa-hoi-hoc-2022.pdf
bai-giang-thong-ke-xa-hoi-hoc-2022.pdf
 
Luận văn: Thống kê Bayes nhiều chiều và ứng dụng của nó, 9đ
Luận văn: Thống kê Bayes nhiều chiều và ứng dụng của nó, 9đLuận văn: Thống kê Bayes nhiều chiều và ứng dụng của nó, 9đ
Luận văn: Thống kê Bayes nhiều chiều và ứng dụng của nó, 9đ
 
Đề tài: Đại cương về không gian Vec-tơ tô-pô, HAY - Gửi miễn phí qua zalo=> 0...
Đề tài: Đại cương về không gian Vec-tơ tô-pô, HAY - Gửi miễn phí qua zalo=> 0...Đề tài: Đại cương về không gian Vec-tơ tô-pô, HAY - Gửi miễn phí qua zalo=> 0...
Đề tài: Đại cương về không gian Vec-tơ tô-pô, HAY - Gửi miễn phí qua zalo=> 0...
 
huong dan_su_dung_maple
huong dan_su_dung_maplehuong dan_su_dung_maple
huong dan_su_dung_maple
 
Help maple 20000x
Help maple 20000xHelp maple 20000x
Help maple 20000x
 
Đề tài: Cực trị và ứng dụng trong đo lường rủi ro tài chính, HAY, 9đ
Đề tài: Cực trị và ứng dụng trong đo lường rủi ro tài chính, HAY, 9đĐề tài: Cực trị và ứng dụng trong đo lường rủi ro tài chính, HAY, 9đ
Đề tài: Cực trị và ứng dụng trong đo lường rủi ro tài chính, HAY, 9đ
 
Đề thi đại học môn Toán theo chủ đề từ 2002 đến 2012
Đề thi đại học môn Toán theo chủ đề từ 2002 đến 2012 Đề thi đại học môn Toán theo chủ đề từ 2002 đến 2012
Đề thi đại học môn Toán theo chủ đề từ 2002 đến 2012
 
Giáo trình Tester Full
Giáo trình Tester FullGiáo trình Tester Full
Giáo trình Tester Full
 
[Math educare] bai giang phuong trinh vi phan-trinh duc tai
[Math educare] bai giang phuong trinh vi phan-trinh duc tai[Math educare] bai giang phuong trinh vi phan-trinh duc tai
[Math educare] bai giang phuong trinh vi phan-trinh duc tai
 
ĐIỀU KHIỂN HỆ ĐA TÁC TỬ.pdf
ĐIỀU KHIỂN HỆ ĐA TÁC TỬ.pdfĐIỀU KHIỂN HỆ ĐA TÁC TỬ.pdf
ĐIỀU KHIỂN HỆ ĐA TÁC TỬ.pdf
 
Bài tập Toán kinh tế
Bài tập Toán kinh tếBài tập Toán kinh tế
Bài tập Toán kinh tế
 
Bai_Giang_GT3.pdf
Bai_Giang_GT3.pdfBai_Giang_GT3.pdf
Bai_Giang_GT3.pdf
 
Bài giảng giải tích 3 - thầy nguyễn xuân diệu.pdf
Bài giảng giải tích 3 - thầy nguyễn xuân diệu.pdfBài giảng giải tích 3 - thầy nguyễn xuân diệu.pdf
Bài giảng giải tích 3 - thầy nguyễn xuân diệu.pdf
 
Giai tich loi roi rac
Giai tich loi roi rac Giai tich loi roi rac
Giai tich loi roi rac
 
Baitap toancc2
Baitap toancc2Baitap toancc2
Baitap toancc2
 
Đề tài: Lớp bất đẳng thức, bài toán cực trị với đa thức đối xứng, 9đ
Đề tài: Lớp bất đẳng thức, bài toán cực trị với đa thức đối xứng, 9đĐề tài: Lớp bất đẳng thức, bài toán cực trị với đa thức đối xứng, 9đ
Đề tài: Lớp bất đẳng thức, bài toán cực trị với đa thức đối xứng, 9đ
 

More from Thiên Đường Tình Yêu

Giao an am nhac 9 chuan tich hop day du cac ky nang
Giao an am nhac 9 chuan tich hop day du cac ky nangGiao an am nhac 9 chuan tich hop day du cac ky nang
Giao an am nhac 9 chuan tich hop day du cac ky nangThiên Đường Tình Yêu
 
Giao an am nhac 6 chuan kien thuc tron bo 20142015
Giao an am nhac 6 chuan kien thuc tron bo 20142015Giao an am nhac 6 chuan kien thuc tron bo 20142015
Giao an am nhac 6 chuan kien thuc tron bo 20142015Thiên Đường Tình Yêu
 
Giao an am nhac 6 ca nam chuan moi nam hoc 20142015
Giao an am nhac 6 ca nam chuan moi nam hoc 20142015Giao an am nhac 6 ca nam chuan moi nam hoc 20142015
Giao an am nhac 6 ca nam chuan moi nam hoc 20142015Thiên Đường Tình Yêu
 

More from Thiên Đường Tình Yêu (20)

Giao an am nhac 9 moi day du luon
Giao an am nhac 9 moi day du luonGiao an am nhac 9 moi day du luon
Giao an am nhac 9 moi day du luon
 
Giao an am nhac lop 9 chuan ktkn
Giao an am nhac lop 9 chuan ktknGiao an am nhac lop 9 chuan ktkn
Giao an am nhac lop 9 chuan ktkn
 
Giao an am nhac 9 chuan tich hop day du cac ky nang
Giao an am nhac 9 chuan tich hop day du cac ky nangGiao an am nhac 9 chuan tich hop day du cac ky nang
Giao an am nhac 9 chuan tich hop day du cac ky nang
 
Giao an am nhac 8 ca nam chuan kien thuc
Giao an am nhac 8 ca nam chuan kien thucGiao an am nhac 8 ca nam chuan kien thuc
Giao an am nhac 8 ca nam chuan kien thuc
 
Giao an am nhac 7 chuan kien thuc day du
Giao an am nhac 7 chuan kien thuc day duGiao an am nhac 7 chuan kien thuc day du
Giao an am nhac 7 chuan kien thuc day du
 
Giao an am nhac 7
Giao an am nhac 7Giao an am nhac 7
Giao an am nhac 7
 
Giao an am nhac 8 ca nam chuan kien thuc 2
Giao an am nhac 8 ca nam chuan kien thuc 2Giao an am nhac 8 ca nam chuan kien thuc 2
Giao an am nhac 8 ca nam chuan kien thuc 2
 
Giao an am nhac 7 du bo
Giao an am nhac 7 du boGiao an am nhac 7 du bo
Giao an am nhac 7 du bo
 
Giao an am nhac 7 ca nam moi 20142015
Giao an am nhac 7 ca nam moi 20142015Giao an am nhac 7 ca nam moi 20142015
Giao an am nhac 7 ca nam moi 20142015
 
Giao an am nhac lop 8 mau
Giao an am nhac lop 8 mauGiao an am nhac lop 8 mau
Giao an am nhac lop 8 mau
 
Giao an 7 2015
Giao an 7 2015Giao an 7 2015
Giao an 7 2015
 
Giao an am nhac 820142015
Giao an am nhac 820142015Giao an am nhac 820142015
Giao an am nhac 820142015
 
Giao an am nhac 9 2014 tiet 15
Giao an am nhac 9   2014 tiet 15Giao an am nhac 9   2014 tiet 15
Giao an am nhac 9 2014 tiet 15
 
Giao an am nhac 720142015
Giao an am nhac 720142015Giao an am nhac 720142015
Giao an am nhac 720142015
 
Giao an am nhac 7 nam hoc 20132014 2
Giao an am nhac 7 nam hoc 20132014 2Giao an am nhac 7 nam hoc 20132014 2
Giao an am nhac 7 nam hoc 20132014 2
 
Giao an am nhac 8 nam hoc 20132014
Giao an am nhac 8 nam hoc 20132014Giao an am nhac 8 nam hoc 20132014
Giao an am nhac 8 nam hoc 20132014
 
Giao an am nhac 6 chuan kien thuc tron bo 20142015
Giao an am nhac 6 chuan kien thuc tron bo 20142015Giao an am nhac 6 chuan kien thuc tron bo 20142015
Giao an am nhac 6 chuan kien thuc tron bo 20142015
 
Giao an am nhac 7 nam hoc 20132014
Giao an am nhac 7 nam hoc 20132014Giao an am nhac 7 nam hoc 20132014
Giao an am nhac 7 nam hoc 20132014
 
Giao an am nhac 6 ca nam chuan moi nam hoc 20142015
Giao an am nhac 6 ca nam chuan moi nam hoc 20142015Giao an am nhac 6 ca nam chuan moi nam hoc 20142015
Giao an am nhac 6 ca nam chuan moi nam hoc 20142015
 
Giao an am nhac 6 20142015
Giao an am nhac 6 20142015Giao an am nhac 6 20142015
Giao an am nhac 6 20142015
 

Chuyên đề tich phan on thi dh

  • 1. NGUYỄN HỒNG ĐIỆP ÔN THI ĐẠI HỌC TÍCH PHÂN VÀ ỨNG DỤNG a uv Gò Công Tây, năm 2014
  • 2. to my family, my pippy and my friends (ˆ .ˆ ) 2nd−LATEX−201401.1 TÍCH PHÂN VÀ ỨNG DỤNG Copyright © 2014 by Nguyễn Hồng Điệp
  • 3. LỜI MỞ ĐẦU Xin bắt đầu bằng một chuyện vui toán học “Nhân ngày Nhà giáo Việt Nam, các học sinh cũ quây quần bên thầy giáo dạy Toán. Gặp lại học trò cũ, thầy hồ hởi: – Thầy rất mừng là các em đều đã thành đạt trong cuộc sống. Trong các thứ thầy dạy, có cái gì sau này các em dùng được không ? Tất cả học sinh đều im lặng. Một lúc sau, có một học sinh rụt rè nói: – Thưa thầy, có một lần em đi bộ ở bờ hồ thì gió thổi bay mũ em xuống nước. Em loay hoay mãi không biết làm thế nào để vớt mũ lên. Bỗng nhiên em thấy đoạn dây thép và nhớ lại các bài giảng của thầy. Em lấy dây thép uốn thành dấu tích phân rồi dùng nó kéo mũ lên. – Thầy: ?!?!?!” Chuyện vui nhưng cũng có vấn đề để suy nhẫm. Tích phân có ứng dụng gì? Chỉ cần chịu khó lên google là có kha khá kết quả (ˆ .ˆ ), nhưng học tích phân chỉ để lấy 1 điểm trong kì thi tuyển sinh thì đó là đích hướng tới của đại đa số học sinh. Trong các năm gần đây thì điểm số phần tích phân không còn là vấn đề quá khó khăn. Hy vọng tài liệu nhỏ này giúp ích được cho ai đó. Thị trấn Vĩnh Bình, ngày 06 tháng 08 năm 20141 —Nguyễn Hồng Điệp. 1Còn vài ngày nữa là đại lễ Vu Lan năm Giáp Ngọ.
  • 4. Mục lục LỜI MỞ ĐẦU iii MỤC LỤC iv I TÍCH PHÂN 1 1 Các công thức . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.1 Bảng các nguyên hàm thông dụng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.2 Tích phân xác định . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 Phương pháp phân tích . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3 Tích phân chứa trị tuyệt đối, min, max . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 4 Phương pháp đổi biến số đơn giản . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 4.1 Dạng căn thức . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 4.2 Biểu thức có chứa căn bậc khác nhau . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 4.3 Dạng phân thức 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 4.4 Dạng biểu thức lũy thừa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 4.5 Biểu thức có logarit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 5 Đổi biến sang lượng giác . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 5.1 Dạng 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 5.2 Dạng 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 5.3 Dạng 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 5.4 Dạng 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 5.5 Dạng 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 6 Tích phân hàm hữu tỉ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 6.1 Tích phân chứa nhị thức . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 6.2 Tích phân chứa tam thức . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 6.3 Dạng tổng quát . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 7 Tích phân hàm lượng giác . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 7.1 Các công thức lượng giác . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 7.2 Dạng tổng quát . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 7.3 Các trường hợp đơn giản . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 7.4 Tích phân dạng hữu tỉ đối với hàm số lượng giác . . . . . . . . . . . 37 7.5 Dùng hàm phụ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 8 Tích phân hàm vô tỉ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 iv
  • 5. 8.1 Biểu thức có tam thức bậc hai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 8.2 Phép thế Eurle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 8.3 Dạng đặc biệt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 9 Tính tính phân bằng tính chất . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 9.1 Tích phân có cận đối nhau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 9.2 Tích phân có cận là radian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 10 Phương pháp tính tích phân từng phần . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 10.1 Dạng 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 10.2 Dạng 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 10.3 Phương pháp hằng số bất định . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 11 Các bài toán đặc biệt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 II ỨNG DỤNG CỦA TÍCH PHÂN 75 1 Tính diện tích hình phẳng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 1.1 Công thức tính . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 1.2 Các ví dụ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 2 Thể tích vật thể tròn xoay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 2.1 Hình phẳng quay quanh Ox . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 III BÀI TẬP TỔNG HỢP 81 1 Các đề thi tuyển sinh 2002-2014 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 2 Bài tập tổng hợp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 © Nguyễn Hồng Điệp v
  • 7. 1. CÁC CÔNG THỨC Chương I. TÍCH PHÂN 1 Các công thức 1.1 Bảng các nguyên hàm thông dụng 0dx = C dx = x +C xα dx = xα+1 α+1 +C (ax +b)α dx = 1 a xα+1 α+1 +C 1 x dx = ln|x|+C 1 ax+b dx = 1 a ln|ax +b|+C ex dx = ex +C eax+b dx = 1 a eax+b +C ax dx = ax lna +C u au dx = au lna +c cosxdx = sinx +C cos(ax +b)dx = 1 a sin(ax +b)+C sinxdx = −cosx +C sin(ax +b)dx = −1 a cos(ax +b)+C) 1 cos2x dx = tanx +C 1 cos2ax dx = tan(ax)+C 1 sin2x dx = −cotx +C 1 sin2ax dx = −cot(ax)+C 1.2 Tích phân xác định Định nghĩa Cho y = f (x) là một hàm số liên tục trên [a,b] và y = F(x) là một nguyên hàm của nó. Tích phân xác định từ a đến b được định nghĩa và kí hiệu như sau: b a f (x)dx = F(b)−F(a) Tính chất • 0 0 f (x)dx = 0, a a f (x)dx = 0 • b a k f (x)dx = k b a f (x)dx • b a f (x)dx = − a b f (x)dx 2 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 8. Chương I. TÍCH PHÂN 2. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH • b a f (x)± g(x) dx = b a f (x)dx ± b a g(x)dx • b a f (x)dx = c a f (x)dx + b c f (x)dx • Nếu f (x) ≥ 0 trên [a;b] thì b a f (x)dx ≥ 0 • Nếu f (x) ≥ g(x) trên [a;b] thì b a f (x)dx ≥ b a g(x)dx 2 Phương pháp phân tích Ví dụ 2.1. Tính các tích phân sau: (a) I1 = 2 1 x2 −2x x3 dx (b) I2 = 3 1 (x2 −1)2 x dx (c) I3 = 1 0 ex +1 e2x dx (d) I4 = 1 0 ex −1 2 dx (e) I5 = 2 0 6x −3 x2 − x +5 dx Giải (a) Ta có: I1 = 2 1 1 x − 2 x2 dx = ln|x|+ 2 x 2 1 = ln2−1. (b) Ta có: I2 = 3 1 x4 +2x2 +1 x dx = 3 1 x3 +2x + 1 x dx = 1 4 x4 + x2 +ln|x| 3 1 = 28+ln3. (c) Ta có: I3 = 1 0 1 ex + 1 e2x dx = 1 0 e−x +e−2x dx = −e−x − 1 2 e−2x 1 0 = 3 2 − 1 e − 1 2e2 . (d) Ta có: I4 = 1 0 ex −2 ex +1 dx = 1 0 ex −2e x 2 +1 dx ex −4e x 2 + x 1 0 = e −4 e +4. (e) Ta có: I5 = 3 2 0 2x −1 x2 − x +5 dx = 3 ln|x2 − x +5| 2 0 (dạng u u dx) = 3ln 7 5 © Nguyễn Hồng Điệp 3
  • 9. 2. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH Chương I. TÍCH PHÂN Ví dụ 2.2. Tính các tích phân sau: (a) I1 = 1 0 x(1− x)2004 dx (b)I2 = 1 0 1 x −2− x −3 dx Giải (a) Ta có: I1 = 1 0 [(x −1)+1](x −1)2004 dx = 1 0 [(x −1)2005 +(x −1)2004 ]dx = 1 0 (x −1)2005 dx + 1 0 (x −1)2004 dx = (x −1)2006 2006 − (x −1)2005 2005 1 0 = − 1 4022030 . (b) Nhận xét: khi trục căn thức ta sẽ triệt tiêu được x ở mẫu. Ta có: I2 = 1 0 x −1− x dx = 2 3 (x +1) 3 2 − x 3 2 4 3 = 4 3 ( 2−1) Bài toán tương tự 1. 4 3 1 x +2− x −3 dx. Đáp số: 2 15(6 6−5 5+1). 2. π 2 −π 2 sin7x sin2x dx. Đáp số: 4 45 . 3. π 2 π 6 1+sin2x +cos2x sinx +cosx dx. Đáp số: 1. 4. π 4 0 sin2 π 4 − x dx. Đáp số: π−2 8 . 5. π 2 0 sin4 x dx. Đáp số: 3π 16 6. π 4 0 tan2 x dx. Đáp số: 1− π 4 . 7. π 2 0 tan3 x dx. Đáp số: 3 2 −ln2. 4 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 10. Chương I. TÍCH PHÂN 3. TÍCH PHÂN CHỨA TRỊ TUYỆT ĐỐI, MIN, MAX 8. 16 0 1 x +9− x dx. Đáp số: 12. 9. 5 2 1 x +2+ x −2 dx. Đáp số: 10. 1 0 e2x + 3 x +1 dx. Đáp số: e2 2 +3ln2− 1 2 11. 1 0 x x + x2 +1 dx. Đáp số: −2 3 + 2 3 2 3 Tích phân chứa trị tuyệt đối, min, max 1. Tính I = b a |f (x)|dx ta xét dấu f (x) trên [a,b] để khử dấu giá trị tuyệt đối. 2. Tính I = b a max[f (x),g(x)]dx,I = b a min[f (x),g(x)]dx ta xét dấu hàm h(x) = f (x)− g(x) trên [a,b] để tìm min[f (x),g(x)], max[f (x),g(x)]. Ví dụ 3.1. Tính I = 2 0 |x2 − x|dx Giải Cho x2 − x = 0 ⇔ x = 0 ∨ x = 1 Bảng xét dấu x x2 + x 0 1 2 0 − 0 + Khi đó: I = 1 0 (−x2 + x)dx + 2 1 (x2 − x)dx = 1 Ví dụ 3.2. Tính I = 2π 0 1+sinx dx © Nguyễn Hồng Điệp 5
  • 11. 3. TÍCH PHÂN CHỨA TRỊ TUYỆT ĐỐI, MIN, MAX Chương I. TÍCH PHÂN Giải Ta có: I = 2π 0 1+sinx dx = 2π 0 sin x 2 +cos x 2 2 dx = 2π 0 sin x 2 +cos x 2 dx Cho sin x 2 +cos x 2 = 0 ⇔ tan x 2 = −1 ⇔ x = − π 2 +k2π Do x ∈ [0,2π] ta có x = 3π 2 Bảng xét dấu x sin x 2 +cos x 2 0 3π 2 2π 0 + 0 − Khi đó: I = 3π 2 0 sin x 2 +cos x 2 dx + 2π 3π 2 − sin x 2 +cos x 2 dx = 2 −cos x 2 +sin x 2 3π 2 0 +2 cos x 2 −sin x 2 2π 3π 2 = 4ln2. Ví dụ 3.3. Tính I = 2 −1 (|x|−|x −1|)dx Giải Bảng xét dấu chung x x x − 1 −1 0 1 2 − 0 + + − − 0 + Khi đó: I = 0 −1 (−x + x −1)dx + 1 0 (x + x −1)dx + 2 1 (x − x +1)dx = − 0 −1 dx + 1 0 (2x −1)dx + 2 1 dx = 0. Ví dụ 3.4. Tính I = 2 0 max{x2 ,3x +2}dx Giải Xét hàm số h(x) = x2 −3x +2 trên [0,2] Bảng xét dấu x h(x) 0 1 2 0 + 0 − 6 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 12. Chương I. TÍCH PHÂN 3. TÍCH PHÂN CHỨA TRỊ TUYỆT ĐỐI, MIN, MAX Do đó: • Với x ∈ [0,1] thì max[x2 ,3x +2] = x2 . • Với x ∈ [1,2] thì max[x2 ,3x +2] = 3x −2. Khi đó: I = 1 0 x2 dx + 2 1 (3x −2)dx = 17 6 . Bài toán tương tự 1. 2 −2 |x2 −1|dx. Đáp số: 4 2. 2 −3 |x2 −3x +2|dx. Đáp số: 59 2 3. π 2 0 5−4cosx −4sinx dx. Đáp số: 2 3−2− π 6 4. 5 −5 (|x +2|−|x −2|)dx. Đáp số: 8 5. 1 −1 (|2x −1|−|x|)dx. Đáp số: 3 2 6. 1 −1 |x| x4 − x2 −12 dx. Đáp số: 2 7 ln 3 4 7. 4 1 x2 −6x +9dx. Đáp số: 5 2 8. 1 −1 4−|x|dx. Đáp số: 2−(5− 3) 9. 1 −1 |x|− x dx. Đáp số: 2 2 3 10. 3 0 |2x −4|dx. Đáp số: 4+ 1 ln2 . 11. 3 0 x3 −2x2 + x dx. Đáp số: 24+ 3+8 15 . © Nguyễn Hồng Điệp 7
  • 13. 4. PHƯƠNG PHÁP ĐỔI BIẾN SỐ ĐƠN GIẢN Chương I. TÍCH PHÂN 12. π 2 −π 2 |sinx|dx. Đáp số: 2. 13. π 0 2+2cos2x dx. Đáp số: 4. 14. π 0 1−sin2x dx. Đáp số: 2 2. 15. 2π 0 1+sinx dx. Đáp số: 4 2. 16. 2 0 max(x,x2 )dx. Đáp số: 55 6 . 17. 2 0 min(x,x3 )dx. Đáp số: 4 3 . 18. π 2 0 min(sinx,cosx)dx 4 Phương pháp đổi biến số đơn giản Thông thường khi gặp: • Một căn thức ta đặt t là căn thức. • Một phân thức ta đặt t là mẫu thức. • Một hàm số lấy lũy thừa ta đặt t là biểu thức lấy lũy thừa. • Một hàm số mũ ta đặt t là biểu thức ở trên mũ. 4.1 Dạng căn thức Khi gặp hàm dưới dấu tích phân có chứa biểu thức dạng n f (x) nói chung trong nhiều trường hợp ta đặt t = n f (x) Ví dụ 4.1. Tính 1 0 x x2 +1dx 8 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 14. Chương I. TÍCH PHÂN 4. PHƯƠNG PHÁP ĐỔI BIẾN SỐ ĐƠN GIẢN Giải Đặt t = x2 +1 ⇒ t2 = x2 +1 ⇒ x2 = t2 −1 ⇒ xdx = tdt Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 1 ; x = 1 ⇒ t = 2 Khi đó: I = 1 0 x2 +1.x dx = 2 1 t.t dt = 2 1 t2 dt = t3 3 2 0 = 1 3 2 2−1 Lưu ý: một số học sinh thường quên đổi sang cận mới theo t. Bài này ta còn có thể giải theo cách khác như ở Ví dụ 5.7 trang 20. Ví dụ 4.2. Tính I = 3 0 x3 x2 +1dx Giải Đặt t = x2 +1 ⇒ x2 = 1− t2 ⇒ xdx = −tdt Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 0 ; x = 3 ⇒ t = 2 Khi đó: I = 3 0 x2 x2 +1.x dx = 2 0 (1− t)t(−t)dx = 2 0 (t3 − t2 )dx = t4 4 − t3 3 2 0 = 4 3 Nhận xét: Trước khi đổi sang biến t ta có bước phân tích làm xuất hiện kết quả vi phân xdx là x3 dx = x2 .xdx và ta thấy cần chuyển x2 theo biến t thì phép đổi biến mới thành công. Bài toán tương tự 1. 1 0 x −1 3x2 −6x +7 dx. Đápsố:2−7 3 2. lnx 0 e2x 1+ex dx. Đápsố:22 3 3. 5 1 2 x 2x −1dx. Đápsố:144 5 4. 6 2 1 2x +1+ 4x +1 dx. Đáp số: ln 3 2 − 1 6 © Nguyễn Hồng Điệp 9
  • 15. 4. PHƯƠNG PHÁP ĐỔI BIẾN SỐ ĐƠN GIẢN Chương I. TÍCH PHÂN 5. π 2 0 1+4sinx cosx dx. Ví dụ 4.3. Tính 3 1 3−2lnx x 1+2lnx dx Giải Đặt t = 1+2lnx ⇒ t2 = 1+2lnx ⇒ 2lnx = t2 −1 ⇒ tdt = 1 x dx Đổi cận: x = 1 ⇒ t = 1 ; x = 2 ⇒ t = 2 Khi đó: I = 3 1 3−2lnx 1+2lnx · 1 x dx = 2 1 (3− t2 +1) t · t dt = 2 1 (4− t2 )dt = 10 2 3 − 11 3 Bài toán tương tự 1. e3 1 3−2lnx x 1+2lnx dx. Đáp số: 5 3 2. e 1 1+3lnx ·lnx x dx (B-2004). Đáp số: 116 135 3. e 7 1 lnx 3 1+ln2 x x dx. Đáp số: ln 3 2 − 1 3 Ví dụ 4.4. Tính I = 2 3 5 1 x 4+ x2 dx (A-2003) Giải Đặt t = 4+ x2 ⇒ x2 = t2 −4 ⇒ xdx = tdt Đổi cận: x = 5 ⇒ t = 3 ; x = 2 3 ⇒ t = 4 Khi đó: I = 2 3 5 1 x 4+ x2 dx = 2 3 5 1 x2 4+ x2 · x dx = 4 3 1 (t2 −4)t · t dt = 4 3 1 t2 −4 · t dt = 4 3 1 t2 −4 dt = 4 3 1 (t −2)(t +2) dt = 1 4 4 3 1 t −2 − 1 t +2 dt = 1 4 (ln|t −2|−ln|t +2|)|4 3 = 1 4 ·ln 5 3 Nhận xét: khi ta phân tích làm xuất hiện vi phân xdx ta thấy hàm ban đầu chưa có kết quả này do đó ta cần nhân tử và mẫu biểu thức dưới dấu tích phân cho x. Sau đó ta cần chuyển x2 theo biến t thì phép đổi biến mới thành công. 10 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 16. Chương I. TÍCH PHÂN 4. PHƯƠNG PHÁP ĐỔI BIẾN SỐ ĐƠN GIẢN Bài toán tương tự 1. ln8 ln3 1 1+ex dx. Đáp số: ln 3 2 2. ln2 0 ex −1dx 4.2 Biểu thức có chứa căn bậc khác nhau Khi gặp hàm dưới dấu tích phân có chứa các biểu thức dạng ax +b) cx +d m n , ..., ax +b) cx +d r s ta đặt ax +b) cx +d = tk với k là mẫu số chung nhỏ nhất của các số mũ m n ,..., r s . Ví dụ 4.5. Tính I = 63 0 1 3 x +1+ x +1 dx Giải Đặt x +1 = t6 ⇒ x = t6 −1 ⇒ dx = 6t5 dt Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 1 ; x = 63 ⇒ t = 2 Khi đó: I = 2 1 6t5 t3 + t2 dt = 6 2 1 t3 t +1 dt = 2 1 t2 − t +1− 1 t +1 dt = 11+6ln 2 3 Nhận xét: do 3 x +1 = (x +1) 1 3 , x +1 = (x +1) 1 2 và mẫu số chung của các số mũ 1 3 , 1 2 là 6 nên ta đổi biến x +1 = t6 . Bài toán tương tự 1. 729 64 1 3 x − x dx 2. 3 2 3 x −1 x +1 · 1 x +1 dx. Hướng dẫn: đặt x+1 x−1 = t3 và kết hợp phương pháp giải mục 5.3 trang 19. © Nguyễn Hồng Điệp 11
  • 17. 4. PHƯƠNG PHÁP ĐỔI BIẾN SỐ ĐƠN GIẢN Chương I. TÍCH PHÂN 4.3 Dạng phân thức 1 Khi gặp hàm dưới dấu tích phân có chứa biểu thức dạng f (x) g(x) nói chung trong nhiều trường hợp ta đặt t = g(x). Ví dụ 4.6. Tính I = 4 0 2x +1 1+ 2x +1 dx Giải Đặt t = 1+ 2x +1 ⇒ t −1 = 2x +1 ⇒ 2x +1 = (t −1)2 ⇒ dx = (t −1)dt Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 2 ; x = 4 ⇒ t = 4 Khi đó: I = 4 2 t −1 t ·(t −1)dt = 4 2 (t −1)2 t dt = 4 2 t −2+ 1 t dt = 2+ln2 Nhận xét: bài này ta có thể đổi biến dạng căn thức t = 2x +1 nhưng sẽ phức tạp hơn, cách đổi biến t = 1+ 2x +1 là phù hợp. Ví dụ 4.7. Tính I = 1 0 x3 x2 +1 dx Giải Đặt t = x2 +1 ⇒ x2 = t −1 ⇒ xdx = dt 2 Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 1 ; x = 1 ⇒ t = 2 Khi đó: I = 1 0 x2 x2 +1 · x dx = 2 1 t −1 t · 1 2 dt = 1 2 2 1 1− 1 t dx = 1 2 − ln2 2 Nhận xét: bài này gọn nhất là giải bằng phương pháp Tích phân hàm hữu tỉ2 ở đây đưa ra hướng giải khác để thấy nhiều cách tiếp cận một bài tích phân. Bài toán tương tự 1. π 2 0 sin3 x 1+cosx dx 1Phương pháp giải tổng quát xem mục 6 trang 23 2Xem mục 6 trang 23 12 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 18. Chương I. TÍCH PHÂN 4. PHƯƠNG PHÁP ĐỔI BIẾN SỐ ĐƠN GIẢN 4.4 Dạng biểu thức lũy thừa Thông thường ta đặt t là biểu thức lấy lũy thừa. Ví dụ 4.8. Tính I − 1 0 x3 (x4 −1)5 dx. Giải Đặt t = x4 −1 ⇒ dt = 4x3 dx ⇒ x3 dx = 1 4 x3 Đổi cận: x = 0 ⇒ t = −1 ; x = 1 ⇒ t = 0 Khi đó: I = 1 4 0 −1 t5 dt = 1 24 t6 0 −1 = − 1 24 . Nhận xét: do (x4 ) = 4x3 nên ta khử được x3 trong đề bài. Bài toán tương tự 1. 1 0 x3 (1+ x4 )3 dx. Đáp số: 15 16 . 2. 1 0 x3 (1− x3 )6 dx. Đáp số: 1 168 . 3. 1 0 x3 (1− x)2014 dx 4.5 Biểu thức có logarit Dạng thường gặp là biểu thức chứa 1 x và lnx. Ta thường đổi biến t = lnx hoặc t = biểu thức chứa lnx. Ví dụ 4.9. Tính các tích phân sau: (a) I1 = e 1 (1+lnx)2 x dx (b) I2 = e 1 lnx. 3 1+ln2 x x dx Giải (a) Đặt t = 1+lnx ⇒ dt = 1 x Đổi cận: x = 1 ⇒ t = 1 ; x = e ⇒ t = 2 Khi đó: I1 = 2 1 t2 dt = t3 3 2 1 = 7 3 . © Nguyễn Hồng Điệp 13
  • 19. 5. ĐỔI BIẾN SANG LƯỢNG GIÁC Chương I. TÍCH PHÂN (b) Đặt t = 3 1+ln2 x ⇒ t3 = 1+ln2 x ⇒ 3t2 dt = 2· lnx x dx ⇒ lnx x dx = 3 2 · t2 dt Đổi cận: x = 1 ⇒ t = 1 ; x = e ⇒ t = 3 2 Khi đó: I2 = 3 2 3 2 1 t3 dt = 3 8 · t4 3 2 1 = 3 8 ( 3 16−1) Bài toán tương tự 1. e2 e 1 x lnx dx. Đáp số: ln2 2. 3 0 ln x + x2 +1 x2 +1 dx. 3. e 1 1 x 9−ln2 x dx 4. e 1 1+lnx 2x dx. Đáp số: 2 2−1 3 5. e3 1 1 x 1+lnx dx. Đáp số: 2. 5 Đổi biến sang lượng giác ĐỔI BIẾN SANG LƯỢNG GIÁC Hàm dưới dấu tích phân Đổi biến Điều kiện 1 a2 − x2 x = a sint t ∈ −π 2 , π 2 x = a cost t ∈ [0,π] 2 x2 − a2 x = a sint t ∈ −π 2 , π 2 {0} x = a cost t ∈ [0,π]{π 2 } 3 a2 + x2 k x = a tant t ∈ −π 2 , π 2 x = a cott t ∈ (0,π) 4 a+x a−x hoặc a−x a+x x = a cos2t t ∈ 0, π 2 5 (x − a)(b − x) x = a +(b − a)sin2 t t ∈ 0, π 2 14 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 20. Chương I. TÍCH PHÂN 5. ĐỔI BIẾN SANG LƯỢNG GIÁC 5.1 Dạng 1 Biểu thức dưới dấu tích phân có dạng a2 − x2, a > 0, với bài tập có dạng này ta đặt • x = a sint,t ∈ − π 2 , π 2 • x = a cost,t ∈ [0,π] Ví dụ 5.1. Tính I = 3 −1 4− x2 dx Giải Đặt x = 2sint,t ∈ −π 2 , π 2 ⇒ dx = 2costdt Đổi cận: x = −1 ⇒ t = −π 6 ; x = 3 ⇒ t = π 3 Khi đó: I = π 3 −π 6 4−4sin2 t ·2cost dt = 4 π 3 −π 6 cost cos2 t dt Do t ∈ − π 6 , π 3 ⇒ cost > 0 ⇒ cost = cost I = π 3 −π 6 4cos2 t dt = 2 π 3 −π 6 (1+cos2t)dt = 2 π 3 −π 6 dt +2 π 3 −π 6 cos2 t dt = π+ 3 Nhận xét: mặc dầu hàm dưới dấu tích phân có căn thức nhưng nếu đặt t = 4− x2 thì sẽ gặp khó khăn do: 1. Từ t2 = 4− x2 ⇒ tdt = −xdx nhưng dưới dấu tích phân chỉ có dx nếu làm xuất hiện vi phân xdx thì ta phải chia cho x. Trong khi đó cận tích phân từ −1 đến 3 có chứa x = 0 khi đó phép chia không hợp lệ. 2. Khi đổi sang biến t cần tính t theo x lại xuất hiện dấu căn mới, bài toán sau phức tạp hơn bài toán trước. (∗.∗) Đây là Ví dụ chứng tỏ không phải cứ thấy f (x) là đổi biến t = f (x). Có thể không thành công. Ví dụ 5.2. Tính I = 3 2 −3 2 2 1 9− x2 3 dx © Nguyễn Hồng Điệp 15
  • 21. 5. ĐỔI BIẾN SANG LƯỢNG GIÁC Chương I. TÍCH PHÂN Giải Đặt x = 3cost với t ∈ [0,π] ⇒ dx = −3sintdt Đổi cận: x = − 3 2 2 ⇒ t = 3π 4 ; x = 3 2 ⇒ t = π 3 Khi đó I = π 3 3π 4 −3sint 9sin2 t 3 dt = 3π 4 π 3 3sint 33 ·|sin3 t| dt Do t ∈ π 3 , 3π 4 ⇒ sint > 0 ⇒ |sin3 t| = sin3 t = 3π 4 π 3 3sint 33 ·sin3 t dt = 1 9 3π 4 π 3 1 sin2 t dt = − 1 9 cott 3π 4 π 3 = 3+3 27 Nhận xét: trong bài này nếu đặt t = 9− x2 3 là không thích hợp. Bài toán tương tự 1. 3 2 0 1 9− x2 3 dx. Đáp số: 1 9 3 2. 1 0 1− x2 3 dx. Đáp số: 3π 16 3. 2 2 0 x2 1− x2 dx. Đáp số: π 8 − 1 4 4. 1 0 x2 +1 4− x2 dx. Đáp số: π 2 − 3 2 5. 1 2 2 1− x2 x2 dx. Đáp số: 1− π 4 6. 2 0 x2 4− x2 dx. Đáp số: π 2 −1 Dạng tổng quát Biểu thức dưới dấu tích phân có dạng a2 −b2x2, a > 0, với bài tập có dạng này ta đặt 16 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 22. Chương I. TÍCH PHÂN 5. ĐỔI BIẾN SANG LƯỢNG GIÁC • x = a b sint,t ∈ − π 2 , π 2 • x = a b cost,t ∈ [0,π] Bài tập 1. 1 0 x2 4−3x2 dx. Đáp số: 2 3π 27 + 1 12 .đặt:x=2 3 sint 2. 1 0 1 −x2 +2x +3 dx. Đáp số: π 6 .Hd:I= 1 0 dx 4−(x−1)2 .Đặtx−1=2sint 3. 3−1 −1 1 x2 +2x +2 dx. Đáp số: π 3 5.2 Dạng 2 Biểu thức dưới dấu tích phân có dạng x2 − a2, a > 0, với bài tập có dạng này ta đặt • x = a sint ,t ∈ 0, π 2 • x = a cost cost,t ∈ 0, π 2 Ví dụ 5.3. Tính 6 3 2 1 x x2 −9 dx Giải Đặt x = 3 sint với t ∈ 0, π 2 ⇒ dx = − 3cost sin2 x dt Đổi cận: x = 3 2 ⇒ t = π 4 ; x = 6 ⇒ t = π 6 Khi đó: I = π 6 π 4 −3cost sin2 x · 3 sint · 9 sin2 t −9 dt = π 4 π 3 cost 3sint · cos2 t sin2 t dt = 1 3 π 4 π 6 cost sint · cost sint dt = 1 3 π 4 π 6 dt = π 36 © Nguyễn Hồng Điệp 17
  • 23. 5. ĐỔI BIẾN SANG LƯỢNG GIÁC Chương I. TÍCH PHÂN Nhận xét: bài này ta còn có thể đổi biến t = x2 +9 sẽ xuất hiện tích phân có dạng 3 3 3 1 t2 +9 dt ta áp dụng phương pháp giải ở mục 5.3 trang 19. Ví dụ 5.4. Tính 2 2 1 1 4x2 −1 dx Giải Đặt x = 1 2cost , t ∈ 0, π 2 ⇒ dx = sint 2cos2 t dt Đổi cận: x = 1 ⇒ t = π 3 ; x = 2 2 ⇒ t = π 4 Khi đó: I = π 4 π 3 1 cost dt Đặt u = sint ⇒ du = costdt Đổi cận: t = π 3 ⇒ u = 3 2 ; t = π 4 ⇒ u = 2 2 Khi đó: I = π 4 π 3 1 cos2 t ·cost dt = π 4 π 3 1 sin2 t −1 ·cost dt = 2 2 3 2 1 u2 −1 du = 1 2 2 2 3 2 1 u −1 − 1 u +1 du = 1 2 ln 2+1 3+1 Nhận xét: phép đổi biến sang lượng giác trong bài này là phù hợp nhưng đây chưa phải là cách làm hiệu quả nhất, nếu ta đổi biến theo hướng khác t = 2x + 4x2 −1 thì bài giải gọn hơn nhiều. Qua đó cho thấy một bài tích phân có nhiều cách giải khác nhau, tìm được lời giải đẹp đòi hỏi nhiều về kinh nghiệm và khả năng suy luận của mỗi người. Bài toán tương tự 1. 2 2 0 1 1− x2 dx. Đáp số: 1 2 ln 2+1 3+1 2. 2 2 3 1 x x2 −1 dx. Đáp số: π 12 18 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 24. Chương I. TÍCH PHÂN 5. ĐỔI BIẾN SANG LƯỢNG GIÁC 3. 4 3 2 x2 −4 x3 dx. Đáp số: π 48 − 3 32 5.3 Dạng 3 Biểu thức dưới dấu tích phân có dạng a2 + x2 k , a > 0, với bài tập có dạng này ta đặt • x = a tant,t ∈ − π 2 , π 2 • x = a cott,t ∈ (0,π) Ví dụ 5.5. Tính 3 3 3 1 x2 +9 dx Giải Đặt x = 3tant,t ∈ − π 2 , π 2 ⇒ dx = 3 cos2 t dt Đổi cận: x = 3 ⇒ t = π 4 ; x = 3 3 ⇒ t = π 3 Khi đó: I = π 3 π 4 1 9tan2 t +9 · 3 cos2 t dt = 1 3 π 3 π 4 1 1+tan2 cos2 t dt = 1 3 π 3 π 4 1 cos2 t ·cos2 t dt = 1 3 π 3 π 4 dt = π 36 Ví dụ 5.6. Tính 2 0 1 x2 +4 dx Giải Đặt x = 2cott,t ∈ (0,π) ⇒ dx = 2 cos2 t dt Đổi cận: x = 0 ⇒ t = π 2 ; x = 2 ⇒ t = π 4 Khi đó: I = π 4 0 1 4cot2 t +4 · 2 sin2 t dt = 1 2 π 4 0 1 1+cot2 sin2 t dt = 1 2 π 4 0 1 sin2 t ·sin2 t dt = 1 2 π 4 0 dt = π 8 © Nguyễn Hồng Điệp 19
  • 25. 5. ĐỔI BIẾN SANG LƯỢNG GIÁC Chương I. TÍCH PHÂN Ví dụ 5.7. Tính 1 0 x 1+ x2 dx Giải Đặt x = tant,t ∈ − π 2 , π 2 ⇒ dx = 1 cos2 t dt Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 0 ; x = 1 ⇒ t = π 4 Khi đó: I = π 4 0 tant 1+tan2 t · 1 cos2 t dt = π 4 0 sint cost · 1 cost · 1 cos2 t dt = π 4 0 sint cos4 t dt = ··· = 1 3 2 2−1 Nhận xét: đây là cách giải đúng và dĩ nhiên có thể chấp nhận được nhưng ta còn có cách giải khác ngắn gọn hơn ở Ví dụ 4.1 trang 8. Phép đổi biến x = tant có thể dùng được nhưng không thích hợp trong trường hợp này. Bài toán tương tự 1. 1 0 1 1+ x2 3 dx. Đáp số: 3π 32 + 1 4 2. 2 0 1 x2 +4 2 dx. Đáp số: 1 32 π 2 +1 3. 3 − 3 3 1 1+ x2 3 dx. Đáp số: 3+1 2 4. 3 1 1+ x2 x2 dx. Đáp số: ln 2+ 3 2−1 + 3 3−2 3 3 Dạng tổng quát Biểu thức dưới dấu tích phân có dạng a2 +b2 x2 k , với bài tập có dạng này ta đặt • x = a b tant,t ∈ − π 2 , π 2 • x = a b cott,t ∈ (0,π) 20 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 26. Chương I. TÍCH PHÂN 5. ĐỔI BIẾN SANG LƯỢNG GIÁC Ví dụ 5.8. Tính I = 1 0 1 1+3x2 2 dx Giải Đặt x = 1 3 ,t ∈ − π 2 , π 2 ⇒ dx = 1 3 1+tan2 t dt Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 0 ; x = 1 ⇒ t = π 3 Khi đó: I = π 3 0 1 1+tan2 2 · 1 3 1+tan2 t dt = 1 3 π 3 0 1 1+tan2 t dt = 1 3 π 3 0 cos2 t dt = 1 2 3 π 3 0 (1+cost)dt = π 6 3 + 1 8 Bài toán tương tự 1. 3 3 3 0 x2 4x2 +9 2 dx. Đáp số: 1 48 π 3 − 3 4 2. 0 −1 2 1 2x2 +2x +1 dx. Đáp số: π 4 3. 1 0 x x4 + x2 +1 dx. Đáp số: π 3 18 5.4 Dạng 4 Biểu thức dưới dấu tích phân có dạng a + x a − x hoặc a − x a + x , với bài tập có dạng này ta đặt x = a cos2t,t ∈ 0, π 2 Ví dụ 5.9. Tính I = 1 −1 1+ x 1− x dx Đặt x = cos2t,t ∈ 0, π 2 ⇒ dx = −2sin2t Đổi cận: x = −1 ⇒ t = π 2 ; x = 0 ⇒ t = π 4 © Nguyễn Hồng Điệp 21
  • 27. 5. ĐỔI BIẾN SANG LƯỢNG GIÁC Chương I. TÍCH PHÂN Khi đó: I = π 2 π 4 1+cos2t 1−cos2t ·(−2sin2t)dt = π 2 π 4 cot2 t ·(−2sin2t)dt = π 2 π 4 cott (−2sin2t)dt = π 2 π 4 −4cos2 t dt = −2 π 2 π 4 (1+cos2t)dt = −2− π 2 Bài toán tương tự 1. 1 0 1− x 1+ x dx. Đáp số: π 2 −1 2. 2 0 2+ x 2− x dx. Đáp số: π 2 +2− 2 5.5 Dạng 5 Biểu thức dưới dấu tích phân có dạng (x − a)(b − x), với bài tập có dạng này ta đặt x = a +(b − a)sin2 t,t ∈ 0, π 2 Ví dụ 5.10. Tính I = 3 2 5 4 (x −1)(x −2)dx Giải Đặt x = 1+sin2 t,t ∈ 0, π 2 ⇒ dx = 2sintdt Đổi cận: x = 5 4 ⇒ t = π 6 ; x = 3 2 ⇒ t = π 4 Khi đó: I = 1 2 π 4 π 6 sin2 2t dt = 1 4 π 4 π 6 1−cos4t dt = π 48 + 3 32 Bài tập tổng hợp 1. 2 2 3 1 x x2 −1 dx. Đáp số: π 12 22 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 28. Chương I. TÍCH PHÂN 6. TÍCH PHÂN HÀM HỮU TỈ 6 Tích phân hàm hữu tỉ 6.1 Tích phân chứa nhị thức Dạng I = 1 (ax +b)n dx ta đổi biến t = ax +b 6.2 Tích phân chứa tam thức Dạng 1 I = 1 ax2 +bx +c dx, xét các trường hợp của ∆ = b2 −4ac 1. ∆ > 0 Khi đó: I = 1 a(x − x1)(x − x2) dx = 1 a(x1 − x2) 1 x − x1 − 1 x − x2 dx 2. ∆ = 0 Khi đó: I = 1 a 1 (x − x0)2 dx (tích phân hàm chứa nhị thức). 3. ∆ < 0 Khi đó: I = 1 a 1 (x + A)2 +B2 dx (đổi biến sang lượng giác3 xem mục 5 trang 14). Ví dụ 6.1. Tính I = 3−1 −1 1 x2 +2x +2 dx Giải Ta có: I = 3−1 −1 1 (x +1)2 +1 dx Đặt x +1 = tant,t ∈ − π 2 , π 2 ⇒ dx = (1+ t2 )dt Đổi cận: x = −1 ⇒ t = 0 ; x = 3−1 ⇒ t = π 3 Khi đó: I = π 3 0 (1+ t2 ) (1+ t2) dt = π 3 0 dt = π 3 . 3Dạng 3 © Nguyễn Hồng Điệp 23
  • 29. 6. TÍCH PHÂN HÀM HỮU TỈ Chương I. TÍCH PHÂN Bài toán tương tự (a) 1 0 1 2x2 +5x +2 dx (b) −1 −2 1 x2 +2x +5 dx (c) 2 5 4 1 2x2 −5x +7 dx (d) 4 3 1 x2 −7x +10 dx (e) 2 0 1 4x2 −24x +36 dx (f) 1 0 x x4 −2x2 +2 dx (g) 4 2 2x x4 −3x2 +2 dx (h) π 2 π 6 cosx sin2 x −6sinx +2 dx (i) π 6 0 1 3sin2 x −6sinx cosx +5cos2 x dx Dạng 2 Tích phân có dạng I = mx +n ax2 +bx +c dx ta phân tích mx +n = A(ax2 +bx +c) +B từ đó ta đưa được về các dạng tích phân biết cách giải. Ví dụ 6.2. Tính I = 3 4 2x +3 x2 −3x +2 dx Giải Phân tích: 2x +3 = A(2x −3)+B = 2Ax −3A +B Đồng nhất hệ số hai vế ta được: 2A = 2 −3A +B = 3 ⇔ A = 1 B = 6 Khi đó: I = 3 4 (2x −3)+6 x2 −3x +2 dx = 3 4 2x −3 x2 −3x +2 dx +6 3 4 1 x2 −3x +2 dx = I1 + I2 • I1 = 3 4 2x −3 x2 −3x +2 dx = ln|x2 −3x +2| 3 4 = ln 5 6 24 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 30. Chương I. TÍCH PHÂN 6. TÍCH PHÂN HÀM HỮU TỈ 6.3 Dạng tổng quát Phân tích phân thức Cho f (x) là đa thức bậc bé hơn n khi đó ta có phân tích • f (x) (x − a)n = A1 (x − a)n + A2 (x − a)n−1 +···+ An+1 a − a • f (x) (x − a)m(x −b)n = A1 (x − a)m + A2 (x − a)m−1 +··· Am+1 x − a + A1 (x −b)n +···+ An+1 x −b Ta qui đồng, khử mẫu và xác định các hệ số Ai bằng phương pháp đồng nhất thức hoặc trị số riêng. Ví dụ 6.3. 1. x +2 (x −2)2 = A (x −2)2 + B x −2 = A +B(x −2) (x −2)2 Cho x +2 = A +B(x −2). Lần lượt cho x = 0,2 ta được hệ phương trình: A −2B = 2 A = 4 ⇔ A = 4 B = 1 2. f (x) = x2 −4x x3 −4x2 +5x −2 Ta có: x3 −4x2 +5x −2 = (x −1)2 (x −2) Do đó: f (x) = x2 −4x (x −1)2(x −2) = A (x −1)2 = B x −1 = C x −2 Qui đồng mẫu số và khử mẫu hai vế ta được: x2 −4x = A(x −2)+B(x −1)(x −2)+C(x −1)2 Lần lượt cho x = 1,2,0 ta được hệ phương trình:    B +C = 1 A −3B −2C = 4 −2A +2B +C = 0 ⇔    A = 3 B = 5 C = −4 Dạng tổng quát Để tính bài toán tích phân có dạng phân thức 4 I = f (x) g(x) dx ta thực hiện theo các bước: 1. Xét xem f (x) g(x) đã là phân thức thực sự chưa. Cụ thể: (a) Nếu bậc f (x) nhỏ hơn bậc của g(x) ta đã có phân thức thực sự. 4Ta chỉ xét trường hợp mẫu có nghiệm © Nguyễn Hồng Điệp 25
  • 31. 6. TÍCH PHÂN HÀM HỮU TỈ Chương I. TÍCH PHÂN (b) Nếu bậc của f (x) lớn hơn hoặc bằng bậc của g(x) ta chia f (x) cho g(x) để làm xuất hiện phân thức thật sự. 2. Căn cứ vào dạng tích của mẫu thức mà ta phân tích thành tổng các phân thức đơn giản. Ví dụ 6.4. Tính I = 34 x2 −4x x3 −4x2 +5x −2 Giải Ta có: x2 −4x x3 −4x2 +5x −2 là phân thức thật sự. Cách phân tích đã xét trong Ví dụ 6.3 trang 62. Khi đó: I = 4 3 3 (x −1)2 + 5 x −1 − 4 x −2 dx = − 3 x −1 +5ln|x −1|−4ln|x −2| 4 3 = 1 2 +5ln 3 2 −4ln2. Nhận xét: 1) Biểu thức x4 + a4 (a > 0) được phân tích thành x4 − a4 = x2 + 2ax + a2 x2 − 2ax + a2 2) Phương pháp trên giải quyết bài toán tích phân hàm hữu tỉ nhưng nói chung còn dài dòng. Khi ta kết hợp với các phương pháp khác thì bài toán được giải quyết gọn hơn. Bài toán tương tự 1. 2 1 1 x3 + x dx. Đáp số: −1 8 ln 5 16 +ln2− 1 2 ln 5 2 . 2. 3 2 x3 −2 x3 − x dx. Đáp số: 1−2ln 3 2 + 3 2 ln2+ 1 2 4 3. 3. 1 0 x +4 x3 +6x2 +11x +6 dx. Đáp số: 3 2 ln2−2ln 3 2 + 1 2 ln 4 3 4. 3 2 0 1 (1− x2)2 dx. Đáp số: −1 2 ln(2− 3)+ 3+ 3 2 . 5. 2 1 1− x5 x + x6 dx. 26 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 32. Chương I. TÍCH PHÂN 7. TÍCH PHÂN HÀM LƯỢNG GIÁC 6. 1 0 x4 x4 −16 dx. Đáp số:1− 1 2 ln3−arctan 1 2 7. 1 0 19 16 x2 + x +1 (x2 +4)(x2 +2x +5) dx. Đáp số: 1 4 ln 25 32 − 52 34 arctan 1 2 7π 128 . 8. 1 0 x2 −1 x4 +1 dx. Đáp số: 1 2 2 ln 2− 2 2+ 2 7 Tích phân hàm lượng giác 7.1 Các công thức lượng giác (a). Công thức cộng sin(a +b) = sina cosb +sinb cosa cos(a +b) = cosa cosb −sina sinb sin(a −b) = sina cosb −sinb cosa cos(a −b) = cosa cosb +sina sinb tan(a +b) = tana +tanb 1−tana tanb tan π 4 + x = 1+tanx 1−tanx tan(a −b) = tana −tanb 1+tana tanb tan π 4 − x = 1−tanx 1+tanx (b). Công thức nhân • Công thức nhân đôi sin2x = 2sinx cosx cos2x = cos2 x −sin2 x =2cos2 x −1 = 1−2sin2 x tan2x = 2tanx 1−tan2 x cot2x = cot2 x −1 2cotx • Công thức hạ bậc sin2 x = 1−cos2x 2 cos2 x = 1+cos2x 2 tan2 x = 1−cos2x 1+cos2x • Công thức nhân ba sin3x = 3sinx −4sin3 x tan3x = 3tanx −tan3 x 1−tan2 x cos3x = 4cos3 x −3cosx (c). Công thức theo tan x 2 Đặt t = tan x 2 thì © Nguyễn Hồng Điệp 27
  • 33. 7. TÍCH PHÂN HÀM LƯỢNG GIÁC Chương I. TÍCH PHÂN sinx = 2t 1+ t2 tanx = 2t 1− t2 cosx = 1− t2 1+ t2 (d). Công thức biến đổi tổng thành tích sin(a +b) = 2sin a +b 2 cos a −b 2 cos(a +b) = 2cos a +b 2 cos a −b 2 sin(a −b) = 2cos a +b 2 sin a −b 2 cos(a −b) = −2sin a +b 2 sin a −b 2 tan(a +b) = sin(a +b) cosa cosb cot(a +b) = sin(a +b) sina sinb tan(a −b) = sin(a −b) cosa cosb cot(a −b) = sin(a −b) sina sinb sina +cosa = 2sin a + π 4 sina −cosa = 2sin a − π 4 = 2cos a − π 4 = − 2cos a − π 4 (e). Công thức biến đổi tích thành tổng sina.sinb = 1 2 [cos(a −b)−cos(a +b)] cosa.cosb = 1 2 [cos(a −b)+cos(a +b)] sina.cosb = 1 2 [sin(a −b)+sin(a +b)] 7.2 Dạng tổng quát Khi gặp tích phân hàm lượng giác trong trường hợp tổng quát ta có thể đổi biến t = tan x 2 . Khi đó: dx = 2dt 1+ t2 ;sinx = 2t 1+ t2 ;cosx = 1− t2 1+ t2 Ví dụ 7.1. Tính I = π 2 0 1 4+5sinx dx Giải Đặt t = tan x 2 ⇒ sinx = 2t 1+ t2 ⇒ dx = 2tdt 1+ t2 Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 0 ; x = π 2 ⇒ t = 1 Khi đó: I = 1 0 1 4+5· 2t 1+ t2 · 2 1+ t2 dt = 1 0 1 2t2 +5t +2 dt 28 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 34. Chương I. TÍCH PHÂN 7. TÍCH PHÂN HÀM LƯỢNG GIÁC = 1 0 1 2(t +2) t + 1 2 dt = 1 3 1 0 1 t + 1 2 − 1 t +2 dt = 1 3 ln t + 1 2 −ln|t +2| 1 0 = 1 3 ln2. Ví dụ 7.2. Tính I = π 2 0 1 sin2 x +2sinx cosx −cos2 x dx Giải Ta có: I = π 2 0 1 1−cos2x 2 +sin2x − 1+cos2x 2 dx = π 2 0 1 sin2x −cos2x dx Đặt t = tanx ⇒ sin2x = 2t 1+ t2 và cos2t = 1− t2 1+ t2 ⇒ dx = dt 1+ t2 Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 0 ; x = π 4 ⇒ t = 1 Khi đó: I = 1 0 1 2t 1+ t2 − 1− t2 1+ t2 · 1 1+ t2 dt = 1 0 1 t2 +2t +1 dt = 1 0 1 (t + 2−1)(t − 2−1) dt = − 1 2 2 ln 2+ t −1 2− t −1 1 0 = ··· (ˆ.ˆ). 7.3 Các trường hợp đơn giản Phương pháp tổng quát giải bài toán tích phân hàm lượng giác là đổi biến t = tan x 2 nhưng trong một số trường hợp phương pháp này trở nên phức tạp, dài dòng. Ta có cách giải riêng đối với một số dạng đặc biệt. Dạng 1 • Hàm số là lẻ đối với sin ta đặt t = cosx. • Hàm lẻ đối với cos ta đặt t = sinx. Ví dụ 7.3. 1. Xét hàm f (sinx,cosx) = cos3 x sin2 x Ta có: f (sinx,−cosx) = (−cosx)3 sin2 x = −cos3 x sin2 x = −f (sinx,cosx) ⇒ Đây là trường hợp hàm lẻ đối với cos © Nguyễn Hồng Điệp 29
  • 35. 7. TÍCH PHÂN HÀM LƯỢNG GIÁC Chương I. TÍCH PHÂN 2. Xét hàm số f (sinx,cosx) = (sinx +sin3 x)cosx Ta có: f (−sinx,cosx) = −sinx +(−sinx)3 cosx = (−sinx −sin3 x)cosx = −(sinx +sin3 x)cosx = −f (sinx,cosx) ⇒ Đây là trường hợp hàm lẻ đối với sin Ví dụ 7.4. Tính tích phân sau: (a) I = π 2 0 cos3 x sin2 x dx (b) I = π 2 0 sin2x cosx 1+cosx dx Giải (a) Đặt t = sinx ⇒ cos2 x = 1− t2 ⇒ dt = cosxdx Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 0 ; x = π 2 ⇒ t = 1 Khi đó: I = π 2 0 cos2 x.sin2 x.cosx dx = 1 0 1− t2 t2 dt = 1 0 t2 − t4 dt = t3 3 − t5 5 1 0 = 2 15 (b) Nhận xét: sin2x cosx 1+cosx = 2sinx cos2 x 1+cosx đây là trường hợp hàm lẻ đối với sin. Đặt t = cosx ⇒ sin2 x = cosx ⇒ sinxdx = −dt Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 1 ; x = π 2 ⇒ t = 0 Khi đó: I = π 2 0 2sinx cos2 x 1+cosx dx = − 1 0 2t2 1+ t dt = 2 1 0 t −1+ 1 t +1 dt = 2 t2 2 − t +ln(1+ t) 1 0 = 2ln2−1 Bài toán tương tự 1. π 2 0 sin3 x cos5 x dx. Đáp số: 1 24 30 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 36. Chương I. TÍCH PHÂN 7. TÍCH PHÂN HÀM LƯỢNG GIÁC 2. π 2 0 cos5 x dx. Đáp số: 8 15 3. π 2 0 cosx sin3 x dx 4. π 2 0 cosx 7+cos2x dx. Đáp số:π 2 12 Dạng 2 Hàm bậc chẵn đối với sin và cos. Đặt t = tanx ⇒ dx = dt 1+ t2 Công thức thường sử dụng: cos2 x = 1 1+ t2 ; sinx = t2 1+ t2 Ví dụ 7.5. Tính tích phân sau (a) I = π 4 0 tan5 x dx (b) I = π 3 π 4 1 sin2 x cos4 x dx Giải (a) Nhận xét: hàm tan5 x = sin5 x cos5 x là hàm chẵn đối với sinx,cosx Đặt t = tanx ⇒ dx = 1 1+ t2 dt Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 0 ; x = π 4 ⇒ t = 1 Khi đó: I = 1 0 t5 1+ t2 dt = 1 0 t3 − t + t t2 +1 dt = t4 4 − t2 2 + 1 2 ln t2 +1 1 0 = − 1 4 + 1 2 ln2. (b) Đặt t = tanx ⇒ dt = 1+tan2 x dx ⇒ dt = 1+ t2 dx ⇒ dx = 1 1+ t2 dt Ta được: sin2 x = t2 1+ t2 và cos2 x = 1 1+ t2 © Nguyễn Hồng Điệp 31
  • 37. 7. TÍCH PHÂN HÀM LƯỢNG GIÁC Chương I. TÍCH PHÂN Khi đó I = 3 1 1 t2 1+ t2 · 1 1+ t2 2 · 1 1+ t2 dt = 3 0 1+ t2 2 t2 dt = 3 0 t4 +2t2 +1 t2 dt = 3 0 t2 +2+ 1 t2 dt = t3 3 +2t − 1 t 3 1 = −4+4 3 3 Bài toán tương tự 1. π 2 π 4 cotx +1 sin4 x dx. Đáp số: 25 12 2. π 2 π 6 cos3 x sinx dx. Đáp số: 8 5 − 19 10 2 3. π 4 0 1 cosx dx. Đáp số: ln 2+ 2 2− 2 1 2 4. π 2 0 cos5 x dx. Đáp số: 8 15 5. π 4 π 6 1 sin3 c cosx dx. Đáp số: 1+ln3 6. π 2 π 4 cot6 x dx. Đáp số: 13 15 − π 4 7. π 4 0 1 sinx +2sinx cosx −8cos2 x dx. Đáp số: 1 6 ln 2 5 Dạng 3 Dạng I = b a sinm cosn dx trong đó m,n là các số nguyên dương chẵn. Loại này là trường hợp đặc biệt của Dạng 2 nhưng ta có thể giải gọn hơn bằng cách: 32 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 38. Chương I. TÍCH PHÂN 7. TÍCH PHÂN HÀM LƯỢNG GIÁC 1. Nhóm lũy thừa chung của sinx và cosx để sử dụng công thức sinx cosx = 1 2 sin2x. 2. Phần còn lại dùng cos2 x = 1+cos2x 2 và sin2 x = 1−cos2x 2 để giảm dần bậc của sinx,cosx. Ví dụ 7.6. Tính I = π 2 0 cos4 x sin2 x dx Giải Ta có: I = π 2 0 cos2 x sin2 x.cos2 x dx = 1 4 π 2 0 sin2 2x cos2 x dx = 1 4 π 2 0 sin2 2x 1+cos2x 2 dx = 1 8 π 2 0 sin2 2x +sin2 2x cos2x dx = 1 8 π 2 0 sin2 2x dx + 1 8 π 2 0 sin2 2x cos2x dx = I1 + I2 • I1 = 1 8 π 2 0 sin2 2x dx = 1 16 π 2 0 (1−cos4x)dx = 1 16 x − sin4x 4 π 2 0 = π 32 • I2 = 1 8 π 2 0 sin2 2x cos2x dx Đặt t = sin2x ⇒ cos2xdx = 1 2 dt Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 0 ; x = π 2 ⇒ t = 0 ⇒ I2 = 0 Vậy I = π 32 Bài toán tương tự 1) π 2 0 sin2 x cos4 x dx 2) π 4 0 sin2 x cos2 x dx 3) π 2 0 cos4 x dx 4) π 6 0 sin6 x dx Dạng 4 © Nguyễn Hồng Điệp 33
  • 39. 7. TÍCH PHÂN HÀM LƯỢNG GIÁC Chương I. TÍCH PHÂN 1. I = b a 1 sin2m x cos2n x dx . Đổi biến t = tanx và áp dụng công thức cos2 x = 1 1+tan2 x , sin2 x = tan2 x 1+tan2 x 2. I = b a tanm x cos2nx dx. Đổi biến t = tanx. 3. I = b a cotm x sin2n x dx. Đổi biến t = cotx. 4. I = b a sinm x cos2n x dx. Ta đưa về tanx sau đó tùy trường hợp mà đổi biến t = tanx hoặc t = cotx. Dạng I = b a cosm x sin2n x dx có cách làm tương tự. 5. I = b a tanm x dx. Ta sử dụng công thức tan2 x = 1 cos2 x − 1 sau đó đổi biến tùy từng bài cụ thể. Dạng I = b a cotm x dx có cách giải tương tự. 6. Dạng I = b a 1 sinn x dx. Biến đổi: I = 1 2n b a 1 sinn x 2 cosn x 2 dx = 1 2n b a 1 tann x 2 cos2n x 2 dx Đổi biến t = tan x 2 (xem mục 7.2 trang 28). 7. Dạng I = b a 1 cosn x dx Ta đưa về dạng trên bằng cách đổi biến t = π 2 − x. Ví dụ 7.7. Tính các tích phân sau: a) π 4 0 tan2 x dx b) π 3 0 tan3 x dx Giải a) Ta có: I = π 4 0 1 cos2 x −1 dx = (tanx − x)| π 4 0 = 1− π 4 34 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 40. Chương I. TÍCH PHÂN 7. TÍCH PHÂN HÀM LƯỢNG GIÁC b) Ta có: I = π 3 0 tanx.tan2 x dx = π 3 0 tanx 1 cos2 x −1 dx = π 3 0 tanx · 1 cos2 x dx − π 3 0 tanx dx = I1 − I2 • I1 = π 3 0 tanx · 1 cos2 x dx Đặt t = tanx ⇒ dt = 1 cos2 x dx Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 0 ; x = π 3 ⇒ t = 3 Khi đó: I = 3 0 t dt = t2 2 1 0 = 3 2 . • I2 = π 3 0 tanx dx Đặt t = cosx ⇒ dt = −sinxdx Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 1 ; x = π 3 ⇒ t = 1 2 Khi đó: I = − 1 2 1 1 t dx = − ln|t|| 1 2 1 = −ln 1 2 = ln2 Vậy I = 3 2 −ln2. Bài toán tương tự 1) π 4 0 tan2 x cos6 x dx 2) π 2 0 1 cos4 x dx 3) π 4 0 tan5 x dx 4) π 2 π 4 cot6 x dx 5) π 4 0 tan4 x dx 6) π π 4 cot3 x dx 7) π π 4 1 sin4 x dx 8) π 4 π 6 1 sin4 x cos4 x dx 9) π 4 0 1 cos4 x +sin4 x dx 10) π 4 π 6 1 a sin2 x +b cos2 x dx 11) π 0 tan2 x 3 +tan4 x 4 dx 12) π 2 0 sin2 x −cos2 x sin4 x +cos4 x dx © Nguyễn Hồng Điệp 35
  • 41. 7. TÍCH PHÂN HÀM LƯỢNG GIÁC Chương I. TÍCH PHÂN 13) π 2 π 3 1 sinx dx 14) π 6 0 1 cosx dx 15) π 2 π 3 1 sin3 x dx Dạng 5 Để tính sina cosb dx; sina sinb dx; cosa cosb dx ta áp dụng công thức biến đổi tích thành tổng sina cosb = 1 2 [sin(a +b)x +sin(a −b)x] sina sinb = 1 2 [cos(a −b)x −cos(a +b)x] cosa cosb = 1 2 [cos(a +b)x +cos(a −b)x] Ví dụ 7.8. Tính các tích phân sau: (a) I1 = π 2 −π 2 sin7x cos2x dx (b) I2 = π 2 π 6 1+sin2x +cos2x sinx +cosx dx Giải (a) Ta có: I1 = 1 2 π 2 −π 2 (cos5x −cos9x)dx = 4 45 (b) Ta có: I2 = π 2 π 6 1+sin2x sinx +cosx − cos2x sinx +cosx dx = π 2 π 6 (sinx +cosx)2 sinx +cosx + cos2 x −sin2 x sinx +cosx dx = π 2 π 6 (sinx +cosx +cosx −sinx)dx = 2 π 2 π 6 cosx dx = 1. 36 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 42. Chương I. TÍCH PHÂN 7. TÍCH PHÂN HÀM LƯỢNG GIÁC Bài toán tương tự 1) π 8 0 sin3x cos5x dx 2) π 0 sin x 3 cos x 4 dx 3) π 0 cosx cos2 3x dx 4) π 6 0 sinx cos2x cos3x dx 7.4 Tích phân dạng hữu tỉ đối với hàm số lượng giác Dạng 1 Dạng I = 1 a sinx +b cosx +c dx ta áp dụng cách giải tổng quát: Đặt t = tan x 2 ⇒ dx = 2tdt 1+ t2 . Khi đó: sinx = 2t 1+ t2 , cosx = 1− t2 1+ t2 Ví dụ 7.9. Tính I = π 2 0 1 sinx +cosx +1 dx Giải Đặt t = tan x 2 ⇒ dx = 2 1+ t2 dt Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 0 ; x = π 2 ⇒ t = 1 Khi đó: sinx +cosx +1 = 2t 1+ t2 + 1− t2 1+ t2 +1 = 2t +2 1+ t2 Do đó: I = 1 0 1+ t2 2t +2 · 2 1+ t2 dt = 1 0 1 t +1 dt = ln|t +1|1 0 = ln2. Bài toán tương tự 1. π 0 1 sinx +1 dx. Đáp số: π 2. π π 2 1 3sinx −2cosx +3 dx. Đáp số: 1 2 ln 5 3 3. π 2 0 1 4sinx +3cosx +5 dx. Đáp số: −1 6 © Nguyễn Hồng Điệp 37
  • 43. 7. TÍCH PHÂN HÀM LƯỢNG GIÁC Chương I. TÍCH PHÂN Dạng 2 Tích phân có dạng I = m sinx +n cosx a sinx +b cosx dx Ta tìm hai số A,B thỏa mãn Tử số = A(Mẫu số) +B(Mẫu số) Ví dụ 7.10. Tính I = π 4 0 2sinx +16cosx 2sinx +3cosx dx Giải Ta tìm hai số A,B thỏa mãn: 2sinx +16cosx = A(2sinx +3cosx) +B(2sinx +3cosx) = A(2cosx −3sinx)+B(2sinx +3cosx) Lần lượt cho x = 0, π 2 ta được hệ phương trình: 2A +3B = 16 −3A +2B = 2 ⇔ A = 2 B = 4 Khi đó: I = 2 π 4 0 2cosx −3sinx 2sinx +3cosx dx +4 π 4 0 dx = 2ln(2sinx +3cosx)| π 4 0 +π = 2ln 5 3 2 +π. Bài toán tương tự π π 2 11sinx +10cosx 4sinx −cosx dx. Đáp số: −3ln4+π. Dạng 3 Tích phân dạng I = m sinx +n cosx +k a sinx +b cosx +c dx. Ta tìm 3 số A,B,C thỏa : Tử số = A(Mẫu số) +B(Mẫu số)+C. Khi đó đưa về được các dạng tích phân đã biết cách giải. Ví dụ 7.11. Tính I = π 2 0 3sinx +5cosx +2 sinx +cosx +1 dx Giải 38 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 44. Chương I. TÍCH PHÂN 7. TÍCH PHÂN HÀM LƯỢNG GIÁC Ta tìm ba số A,B,C thỏa mãn: 3sinx +5cosx +1 = A(3sinx +5cosx +1) +B(3sinx +5cosx +1)+C = A(3cosx −5sinx)+B(3sinx +5cosx +1)+C Lần lượt cho x = 0, π 2 ,π ta được hệ phương trình:    A +2B +C = 7 −A +2B +C = 5 −A +B +C = −5 ⇔    A = 1 B = 4 C = −2 Khi đó: I = π 2 0 cosx −sinx sinx +cosx +1 dx +4 π 2 0 dx −2 π 2 0 1 sin+cosx +1 dx = I1 +4I2 −2I3 • I1 = π 2 0 cosx −sinx sinx +cosx +1 dx = ln|sinx +cosx +1|| π 2 0 = 0. • I2 = π 2 0 dx = x| π 2 0 = π 2 . • I3 = π 2 0 1 sin+cosx +1 dx = ln2 (tích phân này đã được trình bày ở Ví dụ 7.9) Vậy: I = 2π−2ln2. Dạng 4 Tích phân dạng I = m sinx +n cosx +k (a sinx +b cosx +c)2 dx. Ta tìm 2 số A,B thỏa : Tử số = A(Mẫu số) +B(Mẫu số). Khi đó đưa về được các dạng tích phân đã biết cách giải. Ví dụ 7.12. Tính I = π 2 0 5cosx +sinx (sinx +cosx)2 dx Giải Ta tìm 2 số A,B thỏa sinx +5cosx = A(cosx −sinx)+B(sinx +cosx) Lần lượt cho x = 0, π 2 ta được hệ phương trình: A +B = 5 −A +B = 1 ⇔ A = 2 B = 3 © Nguyễn Hồng Điệp 39
  • 45. 7. TÍCH PHÂN HÀM LƯỢNG GIÁC Chương I. TÍCH PHÂN Khi đó: I = 2 π 2 0 cosx −sinx (sinx +cosx)2 dx +3 π 2 0 1 sinx +cosx dx = 2I1 +3I2. • I1 = π 2 0 cosx −sinx (sinx +cosx)2 dx = − 1 sinx +cosx π 2 0 = 0 (hoặc ta có thể đổi biến t = sinx +cosx.) • I2 = π 2 0 1 sinx +cosx dx. Đổi biến t = tan x 2 (Ví dụ 7.9 ) ta tính được I2 = 2ln( 2+1) Vậy I = 3 2ln( 2+1). Bài toán tương tự π 2 0 3sinx +29cosx (3sinx +4cosx)2 dx. Đáp số: −1 4 +ln6. Dạng 5 Tích phân dạng I = b a m sinx +n cosx (a sinx +b cosx)2 dx Cách giải 1. Ta tìm hai số A,B thỏa Tử số = A(Mẫu số) +B(Mẫu số) 2. Khi đó : I = A b a a cosx −b sinx (a sinx +b cosx)3 dx +B b a 1 (a sinx +b cosx)3 dx = AI1 +BI2. 3. Tính I1 : đổi biến t = a sinx +b cosx. 4. Tính I2 = b a 1 (a sinx +b cosx)3 dx Ta biến đổi mẫu số a sinx +b cosx = a2 +b2.cos(x −α) với sinα = a a2 +b2 , cosα b a2 +b2 và dx cos2 x = tanx +C. Ví dụ 7.13. Tính I = π 2 0 4cosx −7sinx (2sinx +cosx)3 dx 40 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 46. Chương I. TÍCH PHÂN 7. TÍCH PHÂN HÀM LƯỢNG GIÁC Giải Tìm hai số A,B thỏa 4cosx −7sinx = A(2cosa −sinx)+B(2sinx +cosx) Lần lượt cho x = 0, π 2 ta được hệ phương trình 2A +B = 4 −A +2B = −7 ⇔ A = 3 B = −2 Khi đó: I = 3 π 2 0 2cosx −sinx (2sinx +cosx)3 dx −2 π 2 0 1 (2sinx +cosx)3 dx = I1 + I2. • I1 = π 2 0 2cosx −sinx (2sinx +cosx)3 dx Đặt t = 2sinx +cosx ta tính được I1 = − 1 2t2 2 1 = 3 8 • I2 = π 2 0 1 (2sinx +cosx)3 dx Ta biến đổi: 2sinx +cosx = 5 2 5 sinx + 1 5 −cosx (đặt a2 +b2 = 5 làm nhân tử chung) Đặt sinα = 2 5 , cosα = 1 5 Ta có: 2sinx +cosx = 5(sinx sinα+cosαcosx) = 5cos(x −α) Khi đó: I2 = π 2 0 1 5cos2(x −α) dx = 1 5 tan(x −α)| π 2 0 = 1 5 (cotα+tanα) = 1 2 . Vậy : I = 3I1 −2I2 = 1 8 . Bài toán tương tự π π 2 18cosx −sinx (3sinx −2cosx)3 dx. Đáp số: −7 9. 7.5 Dùng hàm phụ Đôi khi thay vì tính trực tiếp tích phân của hàm số f (x), ta có thể kết hợp với một hàm số khác g(x) bàng cách tính tích phân của hàm a f (x)+bg(x) và c f a(x) + dg(x). Dựa vào sự liên kết như vậy ta tính được tích phân dễ dàng © Nguyễn Hồng Điệp 41
  • 47. 7. TÍCH PHÂN HÀM LƯỢNG GIÁC Chương I. TÍCH PHÂN hơn. Dạng này thường được áp dụng đối với hàm số lượng giác. Ví dụ 7.14. Tính I = π 2 0 cos2 x.cos2x dx Giải Xét thêm J = π 4 0 sin2 x.sin2x dx Ta có: I + J = π 4 0 (cos2 x +sin2 x)cos2x dx = π 4 0 cos2x dx = 1 2 sin2x| π 4 0 = 1 2 I − J = π 4 0 (cos2 x − sin2 x)cos2x dx = π 4 0 cos2 2x dx = π 4 0 1+cos4x 2 dx = 1 2 x + 1 4 sin4x π 4 0 = π 8 Ta có hệ phương trình: I + J = 1 2 I − J = π 8 ⇔ I = 1 4 + π 16 J = 1 4 − π 16 Bài toán tương tự 1. π 2 0 cos4 x sin4 x +cos4 x dx Bài tập tổng hợp 1. π 2 π 4 cos2x.(cot+2) sin2 x dx. Đáp số: 5 2 −ln2−π 2. π 4 0 sin2 x cos6 x dx. Đáp số: 8 15 3. π 2 π 6 cos3 x sinx dx. Đáp số: ln( 2+1) 42 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 48. Chương I. TÍCH PHÂN 7. TÍCH PHÂN HÀM LƯỢNG GIÁC 4. π 4 0 cosx −sinx 2+sin2x dx. Đáp số: ln 3+ 2 2+1 5. π 2 π 3 cotx. 3 sin3 −sinx sin3 x dx. Đáp số: 3 9 24 6. π 0 (x −cos4 x.sin3 x)dx. Đáp số: 4π 35 7. π 2 0 cosx − sinx dx. Đáp số: 0 8. π 2 0 cosx.cos(sinx)dx. Đáp số: sin1 9. π 2 0 sinx +2cosx −3 sinx −2cosx +3 dx. 10. π 2 0 sinx cosx sinx +cosx dx. Đáp số: 1+ 2 2 ln( 2−1). Hd:sinxcosx=1 2(sinx+cosx)2 −1 11. π 2 0 sin2 sin2 x +2cos2 x dx. Hướng dẫn: sin2 x sin2x+2cos2x =1−cos2x 1−cos2x+2(1+cos2x) 12. π 4 π 4 1 tanx dx. Hướng dẫn: Đặtt=tanxđưavềdạngdx 1+t4 13. π 4 π 3 1 sin3 x dx. Đáp số: 1 4 ln3+ 1 3 . 14. π 4 0 cosx −sinx 2+sin2x dx. Đáp số: ln 2+ 3 1+ 2 2+sin2x=1+(sinx+cosx)2 .Đặtt=sinx+cosx. © Nguyễn Hồng Điệp 43
  • 49. 8. TÍCH PHÂN HÀM VÔ TỈ Chương I. TÍCH PHÂN 15. π 4 0 sin3 2x cos2 3x dx Đáp số: 1 4. 1 4 (3sin2x−sin6x)·1+cos6x 2 vàápdụngkhaitriểntíchthànhtổng. 8 Tích phân hàm vô tỉ Một số dạng tích phân vô tỉ đã được giải quyết ở các phần trước: 1. Biểu thức chứa căn (xem mục 4.1 trang 8 ). 2. Biểu thức chứa căn bậc khác nhau (xem mục 4.2 trang 11). 3. Đổi biến sang lượng giác (xem mục 5 trang 14). 8.1 Biểu thức có tam thức bậc hai Dạng 1 Dạng I = 1 ax2 +bx +c dx. Ta phân tích biểu thức trong căn thành tổng hoặc hiệu các bình phương. Sau đó đưa về các dạng tích phân đã biết, ta có thể áp dụng đổi biến sang lượng giác (xem mục 5 trang 14) hoặc dựa vào chú ý sau: Chú ý: 1. Ta chứng minh được công thức : 1 x2 ± a2 dx = ln|x + x2 ± a2|+C. 2. Riêng dạng 1 (x + a)(x +b) dx ta còn có thể đổi biến • t = x + a + x +b nếu x + a > 0 và x +b > 0. • t = −x − a + −x −b nếu x + a < 0 và x +b < 0. Tam thức bậc hai f (x) = ax2 +bx +c có hai nghiệm x1,x2 thì f (x) = a(x − x1)(x − x2). Ví dụ 8.1. Tính I = 4 3 1 x2 −2x dx 44 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 50. Chương I. TÍCH PHÂN 8. TÍCH PHÂN HÀM VÔ TỈ Giải Ta có: I = 4 3 1 x(x −2) dx Đặt t = x + x −2 ⇒ dt = 1 x + 1 x −2 dx ⇒ dt = x −2+ x x(x −2) dx ⇒ dt t = dx x(x −2) Đổi cận: x = 3 ⇒ t = 3+1 ; x = 4 ⇒ t = 2− 2 Khi đó: I = 2− 2 3+1 1 t dt = ln|t|| 3+1 2− 2 = ln 3+1 2− 2 . Ví dụ 8.2. Tính I = −1 −4 1 x2 −2x dx Giải Ta có: I = −1 −4 1 x(x −2) dx Đặt t = −x + −x +2 ⇒ dt = 1 −x + 1 −x +2 dx ⇒ dt = −x +2+ −x x(x −2) dx ⇒ dt t = dx x(x −2) Đổi cận: x = −4 ⇒ t = 6+2 ; x = −1 ⇒ t = 1+ 3 Khi đó: I = 6+2 1+ 3 1 t dt = ln|t||1+ 3 6+2 = ln 1+ 3 6+2 . Ví dụ 8.3. Tính I = 1 0 1 x2 +1 dx Giải • Chứng minh 1 x2 ± a2 dx = ln|x + x2 ± a2|+C. Ta có: ln x + x2 + a2 = x + x2 + a2 x + x2 + a2 = 1+ x x2 + a2 x + x2 + a2 = 1 x2 + a2 • Áp dụng kết quả trên ta được: I = ln x + x2 +1 1 0 = ln2. © Nguyễn Hồng Điệp 45
  • 51. 8. TÍCH PHÂN HÀM VÔ TỈ Chương I. TÍCH PHÂN Bài toán tương tự (a) 5 2 1 −x2 +4x +5 dx (b) 5 3 x2 −6x +13dx (c) 7+3 4 3 4 1 −2x2 +3x +2 dx (d) 7 5 1 3x2 −18x +15 dx (e) 2 3 2 1 −2x2 +6x −4 dx (f) 1 0 1 x2 +2x dx (g) 1 0 x 1+ex +e2x dx (h) 1 0 x −2x4 −3x2 +1 dx Dạng 2 Tính tích phân có dạng I = Ax +B ax2 +bx +c dx ta phân tích Ax +B = C ax2 +bx +c +D Ví dụ 8.4. Tính I = 3 2 x +4 x2 +2x −3 dx Giải Ta có: x +4 = C x2 +2x −3 +D = C(2x +2)+D = 2Cx +2C +D Đồng nhất hệ số 2C = 1 2C +D = 4 ⇔ C = 1 2 D = 3 Khi đó: I = 1 2 3 2 2x +2 x2 +2x −3 dx +3 3 2 1 x2 +2x −3 dx = I1 + I2 • I1 = 1 2 3 2 2x +2 x2 +2x −3 dx = 3 2 x +1 x2 +2x −3 dx = x2 +2x −3 3 2 = 2 3− 5. •I2 = 3 3 2 1 x2 +2x −3 dx (đây là tích phân Dạng 1) = 3 3 2 1 (x +1)2 −4 dx = 3 ln x +1+ x2 +2x −3 3 2 46 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 52. Chương I. TÍCH PHÂN 8. TÍCH PHÂN HÀM VÔ TỈ = 3ln 4+2 3 3+2 5 Vậy I = 2 3− 5+3ln 4+2 3 3+2 5 Bài toán tương tự (a) 0 −1 x −1 −x2 −2x +3 dx (b) −2+ 6 −2 5x +3 x2 +4x +10 dx (c) 2 1 x −1 −x2 +2x +3 dx (d) 2+ 5 2 1 2x −1 −x2 +3x −1 dx (e) e 5−2 1 e2 lnx x 1−4lnx −ln2 x dx Dạng 3 Tính tích phân dạng I = 1 (Ax +B) ax2 +bx +c dx ta đổi biến Ax +B = 1 t sẽ đưa được về Dạng 1. Ví dụ 8.5. Tính I = 1 0 1 (x +1) −x2 +2x +3 dx Giải Đặt x +1 = 1 t ⇒ dx = − dt t2 Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 1 ; x = 1 ⇒ t = 1 2 Khi đó: I = − 1 2 1 1 1 t · − 1 t −1 2 +2 1 t −1 +3 · 1 t2 dx = − 1 2 1 1 1 t · 1 |t| · 4t −1 · 1 t2 dx = 1 2 1 1 4t −1 dx = 1 2 4t −1 1 1 2 = 1 2 3− 1 2 . © Nguyễn Hồng Điệp 47
  • 53. 8. TÍCH PHÂN HÀM VÔ TỈ Chương I. TÍCH PHÂN Ví dụ 8.6. Tính I = 0 −1 1 (x +2) 2x2 +4x +4 dx Giải Đặt x +2 = 1 t ⇒ dx = 1 t2 Đổi cận: x = −1 ⇒ t = 1 ; x = 0 ⇒ t = 1 2 Khi đó: I = − 1 2 1 1 1 t · 2 1 t −2 2 +4 1 t −2 +4 · 1 t2 dx = 1 1 2 1 4t2 −4t +2 dx = 1 1 2 (2t −1)2 +1dx = 1 2 ln 2t −1+ 4t2 −4t +2 1 1 2 = ln 1+ 2 Bài toán tương tự (a) 2 1 1 x −x2 +2x +3 dx (b) 0 −1 2 1 (x +1) x2 +1 dx (c) 1 1 2 1 x x2 +1 dx (d) 10 7 1 (3x −6) x2 −4x +1 dx (e) −2 −9 4 1 (x +1) x2 +3x +2 dx (f) 1 2 −1 1 x x2 − x dx Dạng 4 Tích phân có dạng I = Ax +B (αx +β) ax2 +bx +c dx ta biến đổi Ax +B = C(αx +β)+D sẽ đưa được về tích phân có Dạng 1 và Dạng 3. Ví dụ 8.7. Tính I = 0 −2 2x −1 (x +1) x2 +3x +3 dx Giải 48 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 54. Chương I. TÍCH PHÂN 8. TÍCH PHÂN HÀM VÔ TỈ Ta có: 2x −1 = 2(x −1)−3 Khi đó: I = 0 −2 2(x −1)−3 (x +1) x2 +3x +3 dx = 2 0 −2 1 x2 +3x +3 dx −3 0 −2 1 (x −1) x2 +3x +3 dx = I1 + I2. Các tích phân I1,I2 đã biết cách giải. Ta tính được: I = −2ln 3 4 + 3 2 +3ln 1 4 + 3 4 + 3 2 . Dạng 5 Dạng tổng quát của Dạng 2, tích phân dạng I = Pn(x) ax2 +bx +c dx trong đó Pn(x) là đa thức bậc n ta làm như sau • Phân tích: I = Pn(x) ax2 +bx +c dx = Qn−1(x) ax2 +bx +c+α 1 ax2 +bx +c dx vớiQn−1(x) là đa thức bậc n −1 và α là số thức. • Các hệ số của đa thức Qn−1 và α được xác định bằng cách: 1. Đạo hàm 2 vế bước phân tích trên. 2. Cân bằng hệ số. Ví dụ 8.8. Tính I = −2 −1 x2 +4x x2 +2x +2 dx Giải • Phân tích: I = −2 −1 x2 +4x x2 +2x +2 dx = (ax +b) x2 +2x +2+α −2 −1 1 x2 +2x +2 dx • Xác định các hệ số: Lấy đạo hàm hai vế và thu gọn ta được: x2 +4x ≡ 2ax2 +(2s + s +b)x +2a +b −α Đồng nhất hệ số hai vế ta được:    2a = 1 3a +b = 4 2a +b +α = 0 ⇔    a = 1 2 b = 5 2 α = −7 2 © Nguyễn Hồng Điệp 49
  • 55. 8. TÍCH PHÂN HÀM VÔ TỈ Chương I. TÍCH PHÂN Khi đó: I = 1 2 (x +5) x2 +2x +3 −2 −1 − 7 2 −2 −1 1 x2 +2x +2 dx = 2− 3 2 2 − 7 2 −2 −1 1 (x +1)2 +1 dx = 2− 3 2 2 − 7 2 ln|x +1+ x2 +2x +2| −2 −1 = 2− 3 2 2 − 7 2 ln 2− 2 2 . Bài toán tương tự 1. 1 0 x2 +1 x2 +2x +3 dx. Hd: a = 1 2,b = −3 2,α = 1. 2. 1 0 2x3 +1 x2 + x +2 dx. Hd: a = 2 3,b = −5 6,c = −17 12,α = 81 24. 8.2 Phép thế Eurle Trong trường hợp tổng quát khi tính tích phân dạng I = f (x, ax2 +bx +c)dx,a = 0 ta dùng phép thế Eurle. 1. Nếu a > 0, đặt ax2 +bx +c = t − ax hoặc t + ax 2. Nếu c > 0, đặt ax2 +bx +c = xt + c hoặc xt − c 3. Nếu ax2 +bx +c có hai nghiệm x1,x2 thì ta đặt ax2 +bx +c = t(x − x1) Chú ý: Những trường hợp đã xét trên (a > 0,c > 0) có thể đưa trường hợp này về trường hợp kia bằng cách đặt x = 1 z . Ví dụ 8.9. Tính I = 0 −1 1 x + x2 + x +1 dx Giải 50 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 56. Chương I. TÍCH PHÂN 8. TÍCH PHÂN HÀM VÔ TỈ Ở đây a = 1 > 0 nên ta dùng phép thế thứ nhất. Đặt x2 + x +1 = t − x ⇒ x = t2 −1 1+2t ⇒ dx = 2t2 +2t +2 (1+2t)2 dt Đổi cận: x = −1 ⇒ t = 2 ; x = 0 ⇒ t = 1 Khi đó: I = 1 2 2t2 +2t +2 t(1+2t)2 dt (dạng tích phân hàm hữu tỉ) Phân tích: 2t2 +2t +2 t(1+2t)2 = A (1+2t)2 + B 1+2t + C t Ta tìm được A = −3,B = −3,C = 2. Khi đó: I = −3 1 2 1 (1+2t)2 dt −3 1 2 1 1+2t dt +2 1 2 1 t dt = 3 2(1+2t) + 1 2 ln t4 (1+2t)3 1 2 = 1 2 + 1 2 ln 125 432 Ví dụ 8.10. Tính I = 6−1 5 − 3−1 2 1 1+ 1−2x − x2 dx Giải Do c = 1 > 0 nên theo phép thế thứ 2 ta đặt 1−2x − x2 = xt ⇒ x = 2· t −1 t2 +1 ⇒ dx = 2· −t2 +2t +1 t2 +1 2 dt Đổi cận: x = − 3−1 −1 ⇒ t = 0 ; x = 6−1 5 ⇒ t = 2 Khi đó: I = 2 −2 −t2 +2t +1 t(t −1)(t2 +1) dt = 1 0 1 t −1 − 1 t − 2 t2 +1 dt = −2ln2+ π 4 −2arctan2. Ví dụ 8.11. Tính I = 1 0 x − x2 +3x +2 x + x2 +3x +2 dx Giải Ta có: x2 +3x +2 = (x +1)(x +2) nên ta dùng phép thế thứ 3. Đặt x2 +3x +2 = t(x +1) ⇒ x = t2 −2 1− t2 ⇒ dx = −2t (1+ t2)3 dt Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 2 ; x = 1 ⇒ t = 6 Khi đó: I = 6 2 2 t2 +2t (1− t)(t −2)(1+ t)3 dt = 6 2 1 3(t +1)3 + 5 18(t +1)2 − 17 108(t +1) + 3 4(t −1) − 16 27(t −2) dt © Nguyễn Hồng Điệp 51
  • 57. 8. TÍCH PHÂN HÀM VÔ TỈ Chương I. TÍCH PHÂN = 2 1466−600 3−33 225 + 17 108 ln 2+1 6+1 + 3 4 ln 6−1 2−1 + 16 27 ln − 2+2 6−2 8.3 Dạng đặc biệt Tích phân có dạng I = xr a +bxp q dx trong đó r,p,q là các số hữu tỉ. 1. Nếu q là số nguyên đặt x = ts với s là bội số chung nhỏ nhất của mẩu số các phân số r và p. 2. Nếu r +1 p là số nguyên đặt a +bxp = ts với s là mẫu số của phân số p. 3. Nếu r +1 p + q là số nguyên đặt ax−p = ts với s là mẫu số của phân số q. Ví dụ 8.12. Tính I = 256 16 1 2( 4 x −1) dx Giải Vì q = 3 nguyên nên ta đặt x = t4 ,t > 0 ⇒ dx = 4t3 dt Đổi cận: x = 16 ⇒ t = 2 ; x = 256 ⇒ t = 4 Khi đó: I = 4 2 4t3 t2(t −1)3 dt = 4 4 2 t (t −1)3 dt = −2 2 t −1 + 1 (t −1)2 4 2 = 40 9 Ví dụ 8.13. Tính I = 2 1 x5 (2− x2) 2− x2 dx Giải Ta có: x5 (2− x2) 2− x2 = x5 (a − x2 )−3 2 , r = 5,p = 2,q = −3 2 Do r +1 p = 3 nguyên nên ta đặt 2− x2 = t2 ,t > 0 ⇒ xdx = −tdt Đổi cận: x = 1 ⇒ t = 1 ; x = 2 ⇒ t = 0 Khi đó: I = − 0 1 t4 −4t2 +4 t2 dt = − t3 3 +4t + 4 t2 0 1 = 52 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 58. Chương I. TÍCH PHÂN 9. TÍNH TÍNH PHÂN BẰNG TÍNH CHẤT Bài toán tương tự (a) 2 1 1 x2 3 (2+ x3)5 dx (b) 16 1 3 1+ 4 x x dx (c) 1 0 x 1+ 3 x2 dx (d) 32 1 1 x 3 1+ x5 dx (f) 8 1 1 x3 · 3 1+ 4 x3 dx (g) 1 0 x6 1+ x2 dx 9 Tính tính phân bằng tính chất 9.1 Tích phân có cận đối nhau Khi gặp tích phân có dạng I = a −a f (x)dx ta có thể dùng phương pháp sau: 1. Ta có: I = 0 −a f (x)dx + a 0 f (x)dx = I1 + I2 2. Xét I = 0 −a f (x)dx Đặt x = −t ⇒ dx = −dt Đổi cận: x = −a ⇒ t = a ; x = 0 ⇒ t = 0 I1 = − 0 a f (−t)dt = a 0 f (−t)dt Sau đó ta tùy từng hàm f (t) mà có hướng giải cụ thể. Ví dụ 9.1. Tính I = 1 −1 x2014 sinx dx Giải Ta có: I = 1 −1 x2014 sinx dx = 0 −1 x2014 sinx dx = 1 0 x2014 sinx dx = I1 + I2 Xét I1 = 0 −1 x2014 sinx dx Đặt x = −t ⇒ dx = −dt Đổi cận: x = −1 ⇒ t = 1 ; x = 0 ⇒ t = 0 © Nguyễn Hồng Điệp 53
  • 59. 9. TÍNH TÍNH PHÂN BẰNG TÍNH CHẤT Chương I. TÍCH PHÂN Khi đó: I1 = − 0 1 (−t)2014 sin(−t)dt = 0 1 t2014 sint dt = − 1 0 t2014 sint dt = − 1 0 x2014 sinx dx = −I2 Từ đó ta có: I = I1 − I1 = 0 Nhận xét: với bài toán trên đa số học sinh suy nghĩ theo hai hướng: Hướng 1: sử dụng phương pháp Tích phân từng phần vì có dạng f (x)sinxdx, nhưng trong trường hợp này cần thực hiện 2014 lần tích phân từng phần, điều này là không thực tế. Hướng 2: tìm công thức tổng quát của bài toán tích phân có dạng 1 −1 xn sinxdx, từ đó rút ra kết quả của 1 −1 xn sinxdx. Đây là hướng suy nghĩ hay mang tính khái quát cao nhưng chưa hẳn là phương pháp ngắn gọn. Qua đó cho thấy tầm quan trọng của việc nhận xét tính chất cận tích phân và tính chất hàm số dưới dấu tích phân để định hướng phương pháp giải. Từ Ví dụ trên ta rút ra được tính chất sau Tính chất 9.2. Hàm số f (x) liên tục trên [−a,a] 1. Nếu f (x) là hàm số lẻ trên [−a,a] thì I = a −a f (x)dx = 0 2. Nếu f (x) là hàm số chẵn trên [−a,a] thì I = 2 a 0 f (x)dx = 0 Chứng minh Ta có: I = 0 −a f (x)dx + a 0 f (x)dx = I1 + I2 Xét I = 0 −a f (x)dx Đặt x = −t ⇒ dx = −dt Đổi cận: x = −a ⇒ t = a ; x = 0 ⇒ t = 0 I1 = − 0 a f (−t)dt = a 0 f (−t)dt 1. Nếu f (x) là hàm lẻ thì f (−x) = −f (x) ⇔ f (−t) = −f (t) Do đó: I1 = − a 0 f (t)dt = − a 0 f (x)dx = −I2 Từ đó ta được: I = I1 + I2 = −I2 + I2 = 0. 54 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 60. Chương I. TÍCH PHÂN 9. TÍNH TÍNH PHÂN BẰNG TÍNH CHẤT 2. Nếu f (x) là hàm chẵn thì f (−x) = f (x) ⇔ f (−t) = f (t) Do đó: I1 = a 0 f (t)dt = a 0 f (x)dx = I2 Từ đó ta được: I = I1 + I2 = I2 + I2 = 2 a 0 f (x)dx Nhận xét: nếu áp dụng kết quả Tính chất 9.2 ta có ngay kết quả I = 0 , nhưng trong khuôn khổ chương trình toán phổ thông không có tính chất này, khi trình bày trong bài thi ta phải chứng minh lại như trong Ví dụ 9.1. Ví dụ 9.3. Tính 1 −1 x4 +sinx x2 +1 dx Giải Ta có: I = 1 −1 x4 x2 +1 dx + 1 −1 sinx x2 +1 dx = I1 + I2 Nhận xét: I1 là dạng tích phân hàm hữu tỉ ta giải được; hàm số trong I2 là hàm số lẻ , theo Tính chất 9.2 ta có I2 = 0. • Tính I1 = 1 −1 x4 x2 +1 dx Ta có: I1 = 1 −1 x2 −1+ 1 x2 +1 dx = 1 −1 x2 −1 dx + 1 −1 1 x2 +1 dx = − 4 3 + I12 Với I12 = 1 −1 1 x2 +1 dx ta sử dụng phương pháp Đổi biến sang lượng giác Dạng 3 (mục 5.3 trang 19) Đặt x = tant,t ∈ − π 2 , π 2 ⇒ dx = dt cos2 t Đổi cận: x = −1 ⇒ t = − π 4 ; x = 1 ⇒ t = π 4 Khi đó: I = π 4 −π 4 1 tan2 t +1 · 1 cos2 t dt = π 4 −π 4 cos2 t · 1 cos2 t dt = π 4 −π 4 dt = π 2 Vậy: I1 = π 4 − 4 3 • Tính I2 = 1 −1 sinx x2 +1 dx = 0 −1 sinx x2 +1 dx + 1 0 sinx x2 +1 dx = I21 + I22 Xét I21 = 0 −1 sinx x2 +1 dx © Nguyễn Hồng Điệp 55
  • 61. 9. TÍNH TÍNH PHÂN BẰNG TÍNH CHẤT Chương I. TÍCH PHÂN Đặt x = −t ⇒ dx = −dt Đổi cận: x = −1 ⇒ t = 1 ; x = 0 ⇒ t = 0 Khi đó: I21 = 0 1 sin(−t) (−t)2 +1 dt ·(−1) = − 1 0 sint t2 +1 dt = − 1 0 sinx x2 +1 dx = −I22 Do đó: I2 = I21 − I22 = 0 Vậy: I = I1 + I2 = π 2 − 4 3 Nhận xét: hàm số ban đầu dưới dấu tích phân không chẵn không lẻ, khi ta tách I = I1+I2 thì hàm số lẻ xuất hiện và ta biết được kết quả của I2 = 0 nhưng vẫn phải chứng minh kết quả. Bài này có thể giải theo phương pháp Tích phân từng phân nhưng rắc rối hơn nhiều. Bài toán tương tự 1. 1 −1 x2 +2 sinx dx. Đáp số: 0 2. 1 2 −1 2 cosx ln 1− x 1+ x dx. Đáp số: 0 3. 1 −1 ln3 x + x2 +1 dx. Đáp số: 0 4. π 2 −π 2 cosx ·ln x + x2 +1 dx. Đáp số: 0 5. 1 2 −1 2 cosx ·ln 1− x 1+ x dx. Đáp số: 0 Nhận xét: qua các ví dụ trên ta đã thấy hiệu quả của Tính chất 9.2 đối với hàm số lẻ, còn đối với hàm số chẵn ít được sử dụng hơn. Trong một số bài toán tích phân có cận đối nhau ta cũng áp dụng phương pháp như phần chứng minh Tính chất 9.2. Ví dụ 9.4. Cho hàm số f (x) liên tục trên R và f (x)+ f (−x) = 2−2cosx,∀x ∈ R Tính I = 3π 2 −3π 2 f (x)dx 56 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 62. Chương I. TÍCH PHÂN 9. TÍNH TÍNH PHÂN BẰNG TÍNH CHẤT Giải Ta có: I = 0 −3π 2 f (x)dx + 3π 2 0 f (x)dx = I1 + I2 Xét I1 = 0 −3π 2 f (x)dx Đặt x = −t ⇒ dx = −dt Đổi cận: x = − 3π 2 ⇒ t = 3π 2 ; x = 0 ⇒ t = 0 Khi đó: I1 = 0 3π 2 f (−t)·(−1)dt = 3π 0 0 f (−t)dt = 3π 2 0 f (−x)dx Ta được: I = 3π 2 0 f (−x)dx + 3π 2 0 f (x)dx = 3π 2 0 f (−x)+ f (x) dx = 3π 2 0 2−2cosx dx = 3π 2 0 2|sinx|dx = 2    π 0 sinx dx − 3π 2 π sinx dx    = 6. Tính chất sau cho ta một kết quả đẹp, thu gọn đáng kể hàm dưới dấu tích phân. Tính chất 9.5. Nếu f (x) là hàm chẵn và liên tục trên R thì I = α −α f (x) ax +1 dx = α 0 f (x)dx với ∀α ∈ R+ và a > 0 Chứng minh Ta có: I = α −α f (x) ax +1 dx = 0 −α f (x) ax +1 dx + α 0 f (x) ax +1 dx = I1 + I2 Xét: I1 = 0 −α f (x) ax +1 dx Đặt x = −t ⇒ dx = −dt Đổi cận: x = −α ⇒ t = α ; x = 0 ⇒ t = 0 Khi đó: I1 = − 0 α f (−t) a−t +1 dt = α 0 at f (t) at +1 dt = α 0 ax f (x) ax +1 dx Ta được: I = α 0 ax f (x) ax +1 dx + α 0 f (x) ax +1 dx = α 0 (ax +1) f (x) ax +1 dx = α 0 f (x)dx © Nguyễn Hồng Điệp 57
  • 63. 9. TÍNH TÍNH PHÂN BẰNG TÍNH CHẤT Chương I. TÍCH PHÂN Ví dụ 9.6. Tính I = 1 −1 cosx ex +1 dx Giải Ta có: I = 1 −1 cosx ex +1 dx = 0 −1 cosx ex +1 dx + 1 0 cosx ex +1 dx = I1 + I2 Xét I1 = 0 −1 cosx ex +1 dx Đặt x = −t ⇒ dx = −dt Đổi cận: x = −1 ⇒ t = 1 ; x = 0 ⇒ t = 0 Khi đó: I1 = − 0 1 cos(−t) e−t +1 dt = 1 0 et cost et +1 dt = 1 0 ex cost ex +1 dx Ta được: I = 1 0 ex cost ex +1 dx + 1 0 cosx ex +1 dx = 1 0 (ex +1)cosx ex +1 dx = 1 0 cosx dx = sin1 Nhận xét: dựa vào Tính chất 9.5 ta dự đoán kết quả I = 1 0 cosxdx, một kết quả đẹp trong bài tích phân tưởng chừng rắc rối. Nhưng ta không được áp dụng trực tiếp kết quả này mà chỉ dùng để định hướng phương pháp giải. Bài toán tương tự 1. 1 −1 x4 1+2x dx. Đáp số: 1 5 2. π 2 −π 2 sinx ·sin2x ·cos5x ex +1 dx. Đáp số: 0 3. 1 −1 1− x2 1+2x dx. Đáp số: π 4 4. π 2 −π 2 x2 1+2x ·|sinx|dx. Đáp số: π−2 5. π −π sin2 32 +1 dx. Đáp số: π 2 58 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 64. Chương I. TÍCH PHÂN 9. TÍNH TÍNH PHÂN BẰNG TÍNH CHẤT 6. 1 −1 1 (ex +1) x2 +1 dx. Đáp số: π 4 9.2 Tích phân có cận là radian Trường hợp tổng quát dạng I = b a f (x)dx ta đổi biến x = a +b − t Ví dụ 9.7. Tính I = π 2 0 sin6 x sin6 x +cos6 x dx Giải Đặt x = π 2 − t ⇒ dx = −dt Đổi cận: x = 0 ⇒ t = π 2 ; x = π 2 ⇒ t = 0 Khi đó: I = 0 π 2 sin6 π 2 − t sin6 π 2 − t +cos6 π 2 − t ·(−1)dt = π 2 0 cos6 t cos6 t +sin6 t dt = π 2 0 cos6 x cos6 x +sin6 x dx = I Do đó: 2I = I + I = π 2 0 cos6 x cos6 x +sin6 x dx + π 2 0 sin6 x sin6 x +cos6 x dx = π 2 0 sin6 x +cos6 x sin6 x +cos6 x dx = π 2 0 dx = π 2 ⇒ I = π 4 Nhận xét: Ví dụ trên còn có thể giải bằng phương pháp hàm phụ, Ví dụ trên minh họa cho tính chất: Tính chất 9.8. Nếu f (x) là hàm số liên tục trên [0,1] thì I = π 2 0 f (sinx)dx = π 2 0 f (cosx)dx Hướng dẫn chứng minh: đặt t = π 2 − t © Nguyễn Hồng Điệp 59
  • 65. 9. TÍNH TÍNH PHÂN BẰNG TÍNH CHẤT Chương I. TÍCH PHÂN Bài toán tương tự 1. π 2 0 sinn x sinn x +cosn x dx. Đáp số:π 4 2. π 2 0 ln 1+sinx 1−sinx dx. Đáp số: 0 3. π 2 0 1 cos2(cosx) −tan2 (sinx) dx. Đáp số: π 2 Tính chất sau cho ta thu gọn hàm dưới dấu tích phân Tính chất 9.9. Nếu f (x) liên tục trên [0,1] thì I = π 0 x f (x)dx = π 2 π 0 f (x)dx Hướng dẫn chứng minh: đặt t = π− t Ví dụ 9.10. Tính I = π 0 x.sinx.cos2 x dx Giải Đặt x = π− t ⇒ dx = −dt Đổi cận: x = 0 ⇒ t = π ; x = π ⇒ t = 0 Khi đó: I = 0 π (π− t).sin(π− t).cos2 (π− t).(−t)dt = π 0 (π− t).sint.cos2 t dt = π π 0 sint.cos2 t dt − π 0 t.sint cos2 t dt = π π 0 sinx cos2 x dx − I ⇒ 2I = π π 0 sinx cos2 x dx ⇒ I = π 2 π 0 sinx cos2 x dx Đặt t = cosx ⇒ dt = −sinxdx Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 1 ; x = π ⇒ t = −1 60 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 66. Chương I. TÍCH PHÂN 9. TÍNH TÍNH PHÂN BẰNG TÍNH CHẤT Khi đó: I = − π 2 −1 1 t2 dt = π 2 · t3 3 1 −1 = π 3 Nhận xét: Ví dụ trên có thể giải bằng phương pháp Tích phân từng phần nhưng bài giải dài dòng hơn. Ở đây ta có nhận xét sinx.cos2 x = sinx(1−sin2 x) = f (sinx) và theo Tính chất 9.9 ta thu gọn được bài toán. Bài toán tương tự 1. π 0 x sinx 4−cos2 x dx. Đáp số: πln9 8 2. π 0 x sinx 9+4cos2 x dx. Đáp số: π 6 arctan 2 3 Tương tự ta có Tính chất đối với hàm cosin Tính chất 9.11. Nếu f (x) liên tục trên [0,1] thì I = 2π−α α x f (cosx)dx = π 2π−α 0 f (cosx)dx Hướng dẫn chứng minh: đặt x = 2π− t Ví dụ 9.12. Tính I = 2π 0 x cos3 x dx Giải Đặt x = 2π− t ⇒ dx = −dt Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 2π ; x = 2π ⇒ t = 0 Khi đó: I = 0 2π (2π− t)cos3 (2π− t).(−t)dt = 2π 0 (2π− t)cos3 t dt = 2π 2π 0 cos3 t dt − 2π 0 t cos3 t dt = π 2 2π 0 (cos3t +3cost)dt − 2π 0 t cos3 x dx (do cos3x = 4cos3 x −3cosx) = π 2 1 3 sin3t +3sint 2π 0 − I = 0− I ⇔ 2I = 0 ⇔ I = 0 © Nguyễn Hồng Điệp 61
  • 67. 9. TÍNH TÍNH PHÂN BẰNG TÍNH CHẤT Chương I. TÍCH PHÂN Tính chất sau là dạng tổng quát của hai Tính chất ở trước Tính chất 9.13. Nếu f (x) liên tục và f (a +b − x) = f (x) thì I = b a x f (x)dx = a +b 2 b a f (x)dx Hướng dẫn chứng minh: đặt x = a +b − t Tương tự ta chứng minh được Tính chất sau: Tính chất 9.14. Nếu f (x) liên tục trên [a,b] thì I = b a f (x)dx = b a f (a +b − x)dx Hướng dẫn chứng minh: đặt t = a +b − t Ví dụ 9.15. Tính I = π 4 0 ln(1+tanx)dx Giải Đặt x = π 4 − x ⇒ dx = −dt Đổi cận: x = 0 ⇒ t = π 4 ; x = π 4 ⇒ t = 0 Khi đó: I = − 0 π 4 ln[1+tan(1+tant)]dt = π 4 0 ln 1+ 1−tant 1+tant dt = π 4 0 ln 2 1+tant dt = π 4 0 [ln2−ln(1+tant)]dt = ln2 π 4 0 dt − π 4 0 ln(1+tant)dt = ln2| π 4 0 − π 4 0 ln(1+tanx)dx = πln2 4 − I ⇔ 2I = πln2 4 ⇔ I = πln2 8 Tính chất 9.16. Nếu f (x) liên tục trên R và tuần hoàn với chu kì T thì I = a+T a f (x)dx = T a f (x)dx 62 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 68. Chương I. TÍCH PHÂN 9. TÍNH TÍNH PHÂN BẰNG TÍNH CHẤT Chứng minh tính chất Ta có: I = T 0 f (x)dx = a 0 f (x)dx + a+T a f (x)dx + T a+T f (x)dx = I1 + I2 + I3 • Xét I3 = T a+T f (x)dx Đặt x = T + t ⇒ dx = dt Đổi cận: x = a +T ⇒ t = a ; x = T ⇒ t = 0 Khi đó: I3 = 0 a f (t +T)dt = − a 0 f (t)dt = − a 0 f (x)dx = −I1 Ta được: I = I1 + I2 + I3 = I1 + I2 − I1 I = I2 Ví dụ 9.17. Tính I = 2014π 0 1−cos2x dx Giải Ta có: I = 2014π 0 1−cosx dx = 2014π 0 2sin2 x dx = 2 2014π 0 |sinx|dx = 2   2π 0 |sinx|dx + 4π 2π |sinx|dx +···+ 2014π 2012π |sinx|dx   Theo Tính chất 9.16 ta được: 2π 0 |sinx|dx = 4π 2π |sinx|dx = ··· = 2014π 2012π |sinx|dx Ta được: I = 1007 2 2π 0 |sinx|dx = 1007 2   π 0 sinx dx − 2π π sinx dx   = 4028 2 Nhận xét: việc xét dấu hàm sinx trên [0,2014π] là khó khăn, Ví dụ trên cho ta thấy hiệu quả của Tính chất 9.16, . Do Tính chất này không có trong sách giáo khoa, và việc chứng minh Tính chất đối với hàm cụ thể là dài dòng nên trước khi làm bài các em học sinh cần chứng minh lại dạng tổng quát của nó như phần Chứng minh, sau đó áp dụng kết quả làm bài tập. Bài tập tổng hợp 1. 2 1 ln(1+ x) x2 dx. Đáp số: −3 2 ln3+3ln2 2. π 2 0 cosx.ln(1+cosx)dx. Đáp số: π 2 −1 © Nguyễn Hồng Điệp 63
  • 69. 10. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN TỪNG PHẦN Chương I. TÍCH PHÂN 3. π 0 x.cos4 x.sin3 x dx. Đáp số: 2π 35 4. 2 −2 ln x + x2 +1 dx. Đáp số: 0 5. π 2 −π 2 sinx.sin2x.sin5x ex +1 dx. Đáp số: 0 6. 3π 2 0 sinx.sin2x.sin3x.cos5x dx. Đáp số: 0 7. π 2 −π 2 x +cosx 4−sin2 x dx. 8. 1 −1 x2014 2007x +1 dx. 9. π 4 −π 4 sin6 x +cos6 x 6x +1 dx 10. π 4 0 log2008(1+tanx)dx 11. π 2 0 sinx cosx a2 cos2 +b2 sin2 dx. Đáp số: 1 |a|+|b| 12. π 2 0 cosx 2+cos2x dx. Đáp số: 1 2 arcsin 6 3 10 Phương pháp tính tích phân từng phần Một số điều lưu ý khi tích tích phân từng phần 1. Hàm nào khó lấy nguyên hàm ta đặt là là u. 2. Trong trường hợp có hàm đa thức ta đặt u là hàm đa thức để giảm dần bậc của đa thức. 3. Trong tích phân cần tính có chứa hàm logarit thì ta đặt u là hàm chứa logarit. 64 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 70. Chương I. TÍCH PHÂN 10. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN TỪNG PHẦN 10.1 Dạng 1 Tính tích phân có dạng I = P(x).f (x)dx trong đó P(x) là đa thức bậc n và f (x) là một trong các hàm sinx,cosx,ex ,ax . Khi đó ta đặt u = P(x) dv = f (x) Ví dụ 10.1. Tính các tích phân sau: 1. I1 = π 2 0 x cosx dx 2. I2 = 1 0 (x −2)e2x dx 3. I3 = 1 0 (x +1)2 e2x dx Giải 1. Tích phân từng phần dạng 1 Đặt u = t ⇒ du = dx dv = cosx dx ; v = sinx Khi đó : I1 = x.sinx| π 2 0 − π 2 0 sinx dx = π 2 −1. 2. I2 = 1 0 (x −1)e2x dx Đặt u = x −1 ⇒ du = dx dv = e2x dx ; v = e2x 2 Khi đó: I2 = (x −1)· e2x 2 1 0 − 1 2 1 0 e2x dx = 1−3e2 4 . 3. Đa thức bậc 2 ta tính tích phân từng phần hai lần. © Nguyễn Hồng Điệp 65
  • 71. 10. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN TỪNG PHẦN Chương I. TÍCH PHÂN Đặt u = (x +1)2 ⇒ du = 2(x +1) dx dv = e2x dx ; v = 1 2 e2x Khi đó: I3 = 1 2 e2x (x +1)2 1 0 − 1 0 (x +1)e2x dx = 2e2 − 1 2 − 1 0 (x +1)e2x dx Tích phân I2 = 1 0 (x +1)e2x dx đã được tính ở trên. Vậy: I = 5e2 −1 4 Nhận xét: đa thức P(n) có bậc n ta tính đến n lần. Ví dụ 10.2. Tính I = π 2 0 e2x cos3x dx Giải Đặt u = e2x ⇒ du = 2e2x dx dv = cos3x dx ; v = 1 3 sin3x Khi đó: I = 1 3 e2x sin3x π 2 0 − 2 3 π 2 0 e2x sin3x dx = − 1 3 eπ − 2 3 J • Xét J = π 2 0 e2x sin3x dx Đặt u = e2x ⇒ du = 2e2x dx dv = sin3x dx ; v = − 1 3 cos3x Khi đó: J = − 1 3 e2x cos3x π 2 0 + 2 3 π 2 0 e2x cos3x dx = 1 3 + 2 3 I Từ đó ta có: I = − 1 3 eπ − 2 9 − 4 9 I ⇔ I = −3eπ −2 13 . Nhận xét: 1) Trong tích phân J nếu ta đặt u = cos3x (khác kiểu với cách đặt của tích phân I) thì ta thấy xuất hiện I nhưng khi thay vào sẽ được điều hiển nhiên đúng, bài toán đi vào ngõ cụt. 66 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 72. Chương I. TÍCH PHÂN 10. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN TỪNG PHẦN 2) Trong bài toán tích phân chứa ex .cosx (hoặc ex .sinx) ta tính tích phân từng phần hai lần. Lần đầu ta đặt kiểu nào cũng được nhưng lần 2 phải cùng kiểu với lần 1. Ví dụ 10.3. Tính I = 1 0 ex+ex dx Giải Ta có: I = 1 0 ex .eex dx • Đổi biến: Đặt t = ex ⇒ dt = ex dx Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 1 ; x = 1 ⇒ t = e Khi đó: I = e 1 tet dt = e 1 xex dx • Tích phân từng phần Đặt u = t ⇒ du = dx dv = et dx ; v = et Khi đó: I = xex |e 1 − e 1 ex dx = ee (e −1). Nhận xét: Ví dụ trên cho thấy các bài tập tích phân không chỉ là các dạng đơn lẻ mà là tổng hợp nhiều phương pháp, để giải quyết một bài toán tích phân ta cần nắm vững các dạng toán và biết cách kết hợp chúng. Bài toán tương tự 1. π 2 0 (x +sin2 x)cosx dx. Đáp số: 3π−4 6 . 2. π 4 0 x 1+cos2x dx. Đáp số: π 8 − 1 4 ln2. 3. π 4 0 x tan2 x dx. Đáp số: π 4 − 1 2 ln2− π 32 . 4. 2 0 x2 ex (x +2)2 dx. Đáp số: e2 +1, hd u=x2 ex 5. π 2 0 (2x −1)cos2 x dx. Đáp số: π2 8 − π 4 − 1 2 . © Nguyễn Hồng Điệp 67
  • 73. 10. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN TỪNG PHẦN Chương I. TÍCH PHÂN 6. π 2 0 (x +1)sin2x dx. Đáp số: π 4 +1 7. π 3 π 4 x sin2 x dx. Đáp số: (9−4 3)π 36 + 1 2 ln 3 4 8. π 2 0 e2x sin3x dx. Đáp số: 3−2eπ 13 10.2 Dạng 2 Tính tích phân có dạng I = P(x)f (x)dx trong đó f (x) là một trong các hàm lnx,loga x. Khi đó ta đặt u = f (x) dv = P(x) Ví dụ 10.4. Tính I = 3 2 ln(x3 − x)dx Giải Đặt u = ln(x − x2 ) ⇒ du = 2x −1 x(x −1) dx dv = dx ; v = (x −1) Khi đó: I = (x −1)ln(x2 − x) 3 2 − 3 2 2x −1 x dx = 3ln3−2. Nhận xét: ta được chọn lựa v, thông thường với bài này ta chọn v = x nhưng ở đây v = x −1 thì bài toán gọn hơn. Ví dụ 10.5. Tính I = 3 1 3+lnx (x +1)2 dx Giải Đặt u = 3+lnx ⇒ du = 1 x dx dv = 1 (x +1)2 dx ; v = − 1 x +1 68 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 74. Chương I. TÍCH PHÂN 10. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN TỪNG PHẦN Khi đó: I = − 3+lnx x +1 3 1 + 3 1 1 x(x +1) dx = − 3+lnx x +1 3 1 + 3 1 1 x − 1 x −1 dx = − 3+lnx x +1 3 1 + ln x x +1 3 1 = 3 4 −ln2+ 3 4 ln3. Ví dụ 10.6. Tính I = π 2 0 cosx ln(1+cosx)dx Giải Đặt u = ln(1+cosx) ⇒ du = − sinx 1+cosx dx dv = cosx dx ; v = sinx Khi đó: I = sinx ln(1+cosx)| π 2 0 =0 + π 2 0 sin2 x 1+cosx dx = π 2 0 1−cos2 x 1+cosx dx = π 2 0 (1−cosx)dx = π 2 −1. Ví dụ 10.7. Tính I = eπ 1 cos(lnx)dx Giải Đặt u = cos(lnx) ⇒ du = − 1 x sin(lnx dx dv = ) dx ; v = x Khi đó: I = x cos(lnx)|eπ 1 + eπ 1 sin(lnx)dx J = −eπ −1+ J Đặt u = sin(lnx) ⇒ du = 1 x cos(lnx) dx dv = dx ; v = x Khi đó: J = x.sin(lnx)|eπ 1 0 − eπ 1 cos(lnx)dx = −I Do đó: I = −eπ −1− I ⇔ I = − eπ +1 2 © Nguyễn Hồng Điệp 69
  • 75. 10. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN TỪNG PHẦN Chương I. TÍCH PHÂN Bài toán tương tự 1. 3 2 ln(x2 − x)dx. Đáp số: 3ln3−2 2. e 1 x3 ln2 x dx. Đáp số: 5e4 −1 32 3. e 1 x2 lnx dx. Đáp số: 5e3 −2 27 4. e 1 x3 ln2 x dx. Đáp số: 5x4 −1 32 5. 2 1 lnx x3 dx. Đáp số: 3 16 − 1 8 ln2. 6. e 1 2x − 3 x lnx dx. Đáp số: e2 2 −1. 7. e 1 x2 +1 x ·lnx dx. Đáp số: 3e2 +5 4 8. 3 1 x2 ln(x +1)dx. Đáp số: 18ln2− 20 9 9. π 4 π 3 sinx.ln(tanx)dx. Đáp số: 3 4 ln3+ln( 2−1) 10.3 Phương pháp hằng số bất định Dạng 1 Tính tích phân có dạng I = f (x)ex dx trong đó f (x) là đa thức bậc n,1 ≤ n ∈ Z. Ta thực hiện theo các bước: 1. Ta có: I = g(x)ex +C (1) trong đó g(x) là đa thức cùng bậc với f (x). 2. Lấy đạo hàm hai vế của (1) và áp dụng phương pháp trị số riêng hoặc đồng nhất thức xác định các đa thức g(x). 70 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 76. Chương I. TÍCH PHÂN 10. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN TỪNG PHẦN Ví dụ 10.8. Tính I = 1 0 (2x3 +5x2 −2x +4)e2x dx Giải Giả sử I1 = (2x3 +5x2 −2x +4)e2x dx = (ax3 +bx2 +cx +d)e2x +C (1) Lấy đạo hàm hai vế của (1) ta được: 2x3 +5x2 −2x +4)e2x = [2ax3 +(3a +2b)x2 +(2b +2c)x +2d]e2x Đồng nhất đẳng thức trên ta được    2a = 2 3a +2b = 5 2b +2c = −2 c +2d = 4 ⇔    a = 1 b = 1 c = −2 d = 3 Do đó I1 = (x3 + x2 −2x +3)e2x +C Vậy: I = (x3 + x2 −2x +3)e2x 1 0 = e2 −3. Nhận xét: phương pháp trên hữu hiệu trong trường hợp đa thức bậc lớn hơn hoặc bằng 3, trong bài toán trên nếu áp dụng cách thông thường ta phải lấy tích phân từng phần 3 lần. Bài toán tương tự 1 0 x5 ex dx. Đáp số: 120−44e. Dạng 2 Tính tích phân có dạng I = f (x)sinx dx hoặc I = f (x)cosx dx trong đó f (x) là đa thức bậc n,1 ≤ n ∈ Z. Ta thực hiện theo các bước: 1. Ta có: I = g(x)sinx +h(x)cosx +C (1) trong đó g(x),h(x) là đa thức cùng bậc với f (x). 2. Lấy đạo hàm hai vế của (1) và áp dụng phương pháp trị số riêng hoặc đồng nhất thức xác định các đa thức g(x),h(x). © Nguyễn Hồng Điệp 71
  • 77. 10. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN TỪNG PHẦN Chương I. TÍCH PHÂN Dạng 3 Tính tích phân có dạng I = ex cosx dx hoặc I = ex sinx dx ta thực hiện theo các bước: 1. Ta có: I = (Acosx +B sinx)ex +C (1) 2. Lấy đạo hàm hai vế của (1) và áp dụng phương pháp trị số riêng hoặc đồng nhất thức xác định A,B. Ví dụ 10.9. Tính I = π 2 0 ex .cosx dx Giải Ta có: I1 = ex .cosx dx = (Acosx +B sinx)ex +C (1) Lấy đạo hàm hai vế của (1) ta được ex cosx = [(A +B)cosx +(B − A)sinx]ex Đồng nhất thức đẳng thức trên ta được A +B = 1 B − A = 0 ⇔ A = 1 2 B = 1 2 Khi đó: I1 = 1 2 (sinx +cosx)ex +C Vậy: I = 1 2 (sinx +cosx)ex π 2 0 = 1 2 e π 2 − 1 2 . Ví dụ 10.10. Tính I = π 2 0 ex .sin2 x dx Giải Ta có: I = 1 2 π 2 0 (1−cos2x)ex dx Mặt khác I1 = 1 2 (1−cos2x)ex dx = (A +B cos2x +C sin2x)ex +D 72 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 78. Chương I. TÍCH PHÂN 11. CÁC BÀI TOÁN ĐẶC BIỆT Lấy đạo hàm hai vế đẳng thức trên ta được 1 2 (1−cos2x)ex = [a +(2C +B)cos2x +(C −2B)sin2x]ex Đồng nhất đẳng thức ta được    2A = 1 2(2C +B) = −1 2(C −2B) = 0 ⇔    A = 1 2 B = − 1 10 C = −1 5 Do đó: I1 = 1 10 (5−cos2x −2sin2x)ex +D Khi đó: I = 1 10 (5−cos2x −2sin2x)ex π 2 0 = 3 5 e π 2 − 2 5 . 11 Các bài toán đặc biệt Có những bài toán tích phân có thể giải được bằng phương pháp tích phân từng phân. Đôi khi giải quyết một bài tích phân mà đổi biến mãi không được ta nghĩ đến phương pháp này. Ví dụ 11.1. Tính I = 1 0 x3 x2 +1 dx Giải Cách 1 Đổi biến số Đặt t = x2 +1 ⇒ x2 = t2 −1 ⇒ xdx = tdt Đổi cận: x = 0 ⇒ t = 1 ; x = 1 ⇒ t = 2 Ta có: I = 2 1 (t2 −1)dt = 2 3 − 2 3 . Cách 2 Tích phân từng phần Đặt u = x2 ⇒ du = 2x dx dv = x x2 +1 dx ; v = x2 +1 Vậy I = x2 x2 +1 1 0 = 1 0 2x x2 +1dx − 2 3 − 2 3 Ví dụ 11.2. Tính I = 3 1 x2 +1 x2 dx © Nguyễn Hồng Điệp 73
  • 79. 11. CÁC BÀI TOÁN ĐẶC BIỆT Chương I. TÍCH PHÂN Giải Cách 1 Đổi biến Đặt x = tant,t ∈ − π 2 , π 2 ⇒ x2 +1 = 1 cos2 t ⇒ dx = dt cos2 t Đổi cận: x = 0 ⇒ t = π 4 ; x = 3 ⇒ t = π 3 Khi đó: I = π 3 π 4 1 cost sin2 t dx = π 3 π 4 cost cos2 sin2 t dx Đổi biến số u = sint ta được I = 3 2 2 2 1 (1−u2)u2 dx = 3 2 2 2 1 1−u2 + 1 u2 dx = 2− 2 3 3+ln(2+ 3)−ln(1+ 2) Cách 2 Tích phân từng phần Đặt u = x2 +1 ⇒ du = x x2 +1 dx dv = 1 x2 dx ; v = − 1 x Khi đó: I = − 1 x x2 +1 3 1 + 3 1 1 x2 +1 dx = − 1 x x2 +1 3 1 + ln(x + x2 +1) 3 1 = 2− 2 3 3+ln(2+ 3)−ln(1+ 2) Nhận xét: bài này dùng phương pháp tích phân từng phần là hợp lí. Bài tập 1. 1 0 x3 x8 +1 dx. Hd: t = x4 2. 1 0 2x 4x +1 dx. Hd: t = 2x 3. π 2 0 cosx 13−10sinx −cos2x dx. Hd: t = sinx 74 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 80. II ỨNG DỤNG CỦA TÍCH PHÂN
  • 81. 1. TÍNH DIỆN TÍCH HÌNH PHẲNG Chương II. ỨNG DỤNG CỦA TÍCH PHÂN 1 Tính diện tích hình phẳng 1.1 Công thức tính Một hình phẳng giới hạn bởi (C1) : y = f (x), (C2) : y = g(x), và x = a,x = b, khi đó diện tích hình phẳng tính bởi công thức: S = b a f (x)− g(x) dx Một số lưu ý 1) Trong trường hợp đề bài không cho sẵn cận a,b ta tìm hoành độ giao điểm (C1) và (C2) là nghiệm phương trình f (x)− g(x) = 0. 2) Để bỏ dấu giá trị tuyệt đối ta có 3 cách (a) Dựa vào đồ thị: nếu nhìn vào đồ thị ta thấy (C1) nằm trên (C2) thì f (x)−g(x) ≥ 0 khi đó f (x)− g(x) = f (x)− g(x). (b) Lập bảng xét dấu của f (x)−g(x) (xem lại Tích phân hàm chứa dấu giá trị tuyệt đối) (c) Nếu phương trình f (x)− g(x) = 0 chỉ có hai nghiệm là x = a,x = b và vì hàm số h(x) = f (x)− g(x) liên tục nên f (x)− g(x) không đổi dấu trên [a,b] khi đó ta được đem dấu trị tuyệt đối ra ngoài dấu tích phân: S = b a f (x)− g(x) dx = b a f (x)− g(x) dx 1.2 Các ví dụ Ví dụ 1.1. Tính diện tích hình phẳng được giới hạn bởi đường cong (C) : f (x) = −3x −1 x −1 và hai trục tọa độ. Giải Ta tìm cận của tích phân là hoành độ giao điểm của (C) với các trục tọa độ. Hoành độ giao điểm của (C) và trục hoành là x = − 1 3 , với trục tung là x = 0 Khi đó: S = 0 −1 3 −3− 4 x −1 dx = 0 −1 3 −3− 4 x −1 dx = −1+ln 4 3 . 76 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 82. Chương II. ỨNG DỤNG CỦA TÍCH PHÂN 1. TÍNH DIỆN TÍCH HÌNH PHẲNG 1 −1 1 0−1 3 Ví dụ 1.2. Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi các đường (C1) : f (x) = (e + 1)x và (C2) : g(x) = (1+ex )x Giải Hoành độ giao điểm của hai đường cong là nghiệm của phương trình (e +1)x = (1+ex )x ⇔ x = 0 ∨ x = 1 Do (C1) cắt (C2) tại hai điểm phân biệt nên ta được S = 1 0 (e +1)x +(1+ex )x dx = 1 0 ex − xex dx = 1 0 (ex − xex )dx = |I| Ta có: I = 1 0 (ex − xex )dx = 1 0 ex dx − 1 0 xex dx = e. x2 2 1 0 − (xex −ex )|1 0 = e 2 −1. Vậy: S = e 2 −1 = e 2 −1. −1−2 1 2 3 1 3 0 Ví dụ 1.3. Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi đường cong (C) : y = |x2 − 4x + 3| và d : y = 3 Giải Phương trình hoành độ giao điểm của (C) và d x2 −4x +3 = 3 ⇔ x2 −4x +3 = 3 x2 −4x +3 = −3 ⇔ x = 0 x = 4 © Nguyễn Hồng Điệp 77
  • 83. 1. TÍNH DIỆN TÍCH HÌNH PHẲNG Chương II. ỨNG DỤNG CỦA TÍCH PHÂN Ta có S = 4 0 |x2 −4x +3|−3 dx = 4 0 3−|x2 −4x +3| dx Xét dấu f (x) = x2 −4x +3 để bỏ dấu giá trị tuyệt đối của |x2 −4x +3| Cho x2 −4x +3 = 0 ⇔ x = 1 ∨ x = 3 Bảng xét dấu: x f (x) −∞ 1 3 +∞ + 0 − 0 + Khi đó: −2 21 3 4 6 8 −2 2 10 0 Ví dụ 1.4. Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi (P) : y2 = 4x và d : y = 2x −4 Giải Ta có: y2 = 4x ⇔ x = y2 4 y = 2x −4 ⇔ x = y +4 2 Tung độ giao điểm (P) và d là nghiệm phương trình y2 4 = y +4 2 ⇔ y = −2 ∨ y = 4 Khi đó diện tích hình phẳng được tính bởi S = 4 −2 y +4 2 − y2 4 d y = 4 −2 y +4 2 − y2 4 d y = 9. 78 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 84. Chương II. ỨNG DỤNG CỦA TÍCH PHÂN 2. THỂ TÍCH VẬT THỂ TRÒN XOAY −2 2 4 6 8 −4 −2 2 4 0 a f g 2 Thể tích vật thể tròn xoay 2.1 Hình phẳng quay quanh Ox Công thức Hình phẳng (H) giới hạn bởi (C1) : y = f (x), (C2) : y = g(x), x = a,x = b khi quay (H) quanh trục Ox ta được một vật thể tròn xoay có thể tích được tính theo công thức V = π b a f 2 (x)− g2 (x) dx Đặc biệt khi (C2) là trục hoành thì công thức trên trở thành V = π b a f 2 (x)dx Các ví dụ Ví dụ 2.1. Tính thể tích vật thể tròn xoay khi quay miền (D) giới hạn bởi (C) : y = lnx, y = 0,x = 2 quanh trục Ox. © Nguyễn Hồng Điệp 79
  • 85. 2. THỂ TÍCH VẬT THỂ TRÒN XOAY Chương II. ỨNG DỤNG CỦA TÍCH PHÂN Giải Hoành độ giao điểm của (C) và trục hoành y = 0 là nghiệm phương trình lnx = 0 ⇔ x = 1 Khi đó: V = π 2 1 ln2 x dx Sau khi tính tích phân từng phần 2 lần ta thu được kết quả V = 2ln2 2+4ln2+2 . 80 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 87. 1. CÁC ĐỀ THI TUYỂN SINH 2002-2014 Chương III. BÀI TẬP TỔNG HỢP 1 Các đề thi tuyển sinh 2002-2014 1. Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi y = |x2 −4x +3|, y = x +3. (2002-A). Đáp số: 109 6 2. Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi y = 4− x2 4 , y = x2 4 2 . (2002-B). Đáp số: 2π+ 4 3 3. Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi y = −3x −1 x −1 ,Ox,Oy. (2002-D). Đáp số: −1+4ln 4 3 4. Tính π 2 0 6 1−cos5 x sinx dx (Dự bị 2002-A). Đáp số: 12 91 5. Tính 0 −1 x e2x + 3 x +1 dx (Dự bị 2002-A). Đáp số: 3 4e2 − 4 7. 6. Tính I = ln3 0 ex (ex +1)3 dx (Dự bị 2002-B). Đáp số: 2−1 7. Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi (C) : y = 1 3 x3 − 2x2 + 3x và trục Ox (Dự bị 2002-D). Đáp số: 9 4 8. Tính I = 1 0 x3 1+ x2 dx (Dự bị 2002-D). Đáp số: 1 2 (1−ln2). 9. Tính I = 2 3 5 1 x x2 +4 dx (2003-A). Đáp số: 1 4 ln 5 3 10. Tính I = π 4 0 1−2sin2 x 1+sin2x dx (2003-B). Đáp số: 1 2 ln2 11. Tính I = 2 0 |x2 − x|dx (2003-D). Đáp số: 1 12. Tính I = π 4 0 x 1+cos2x dx (Dự bị 2003-A). Đáp số: π 8 − 1 4 ln2. 13. Tính I = 1 0 x3 1− x2 dx (Dự bị 2003-A). Đáp số: 2 15 . 82 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 88. Chương III. BÀI TẬP TỔNG HỢP 1. CÁC ĐỀ THI TUYỂN SINH 2002-2014 14. Tính I = tpln2ln5 e2x ex −1 (Dự bị 2003-B). Đáp số: 20 3 15. Cho f (x) = a (x +1)3 +bx.ex . Tìm a,b biết f (0) = −22 và I = 1 0 f (x)dx = 5 (Dự bị 2003- B). Đáp số: a = 8,b = 2. 16. Tính I = 1 0 x3 ex2 dx (Dự bị 2003-D). Đáp số: 1 2 17. Tính I = e 0 x2 +1 x lnx dx (Dự bị 2003-D). Đáp số: e2 4 + 3 4 18. Tính I = 2 1 x 1+ x −1 dx (2004-A). Đáp số: 11 3 −4ln2. 19. Tính I = e 1 1+3lnx x dx ·lnx (2004-B). Đáp số: 116 135 20. Tính I = 3 2 ln(x2 − x)dx (2004-D). Đáp số: −2+3ln3. 21. Tính thể tích vật thể tròn xoay sinh ra khi quay quanh Ox hình phẳng (D) giới hạn bởi Ox và (C) : y = x.sinx(0 ≤ x ≤ π) (Dự bị 2004-A). Đáp số: π3 4 22. Tính I = π 2 0 ecosx .sin2x dx (Dự bị 2004-B). Đáp số: e 23. tính I = π2 0 x.sin x dx (Dự bị 2004-D). Đáp số: 2π2 −8. 24. Tính I = ln8 ln3 e2x ex +1dx (Dự bị 2004-D). Đáp số: 1076 15 25. Tính I = π 2 0 sin2x +sinx 1+3cosx dx (2005-A). Đáp số: 34 27 26. Tính I = π 2 0 sin2x cosx 1+cosx dx (2005-B). Đáp số: 2ln2−1. © Nguyễn Hồng Điệp 83
  • 89. 1. CÁC ĐỀ THI TUYỂN SINH 2002-2014 Chương III. BÀI TẬP TỔNG HỢP 27. Tính I = π 2 0 (esinx +cosx)cosx dx (2005-D). Đáp số: e + π 4 −1. 28. Tính I = π 3 0 sin2 x.tanx dx (Dự bị 2005-A) Đáp số: ln2− 3 8 29. Tính I = 7 0 x +2 3 x +1 dx (Dự bị 2005-A). Đáp số: 231 10 30. Tính I = e 0 x2 lnx dx (Dự bị 2005-B). Đáp số: 2 9e3 + 1 3 31. Tính I = π 4 0 (tanx +esinx cosx)dx (Dự bị 2005-B). Đáp số: ln 2+e 1 2 −1 32. Tính I = e3 1 ln2 x x lnx +1 dx (Dự bị 2005-D). Đáp số: 76 15 . 33. Tính I = π 2 0 (2x −1)cos2 x dx (Dự bị 2005-D). Đáp số: π2 8 − π 4 − 1 2 . 34. Tính I = π 2 0 sin2x cos2 x +4sin2 x dx (2006-A). Đáp số: 2 3 35. Tính I = ln5 ln3 1 ex +2e−x −3 dx (2006-B). Đáp số: ln 3 2 36. Tính I = 1 0 (x −2)e2x dx (2006-D). Đáp số: 5−3e2 4 37. Tính I = 6 2 1 2x +1 4x −1 dx (Dự bị 2006-A). Đáp số: ln 3 2 − 1 2 38. Tính I = 10 5 1 x −2 x −1 dx (Dự bị 2006-B). Đáp số: 2ln2+1 39. Tính I = e 1 3−2lnx x 1+lnx dx (Dự bị 2006-B). Đáp số: 10 2−11 3 84 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 90. Chương III. BÀI TẬP TỔNG HỢP 1. CÁC ĐỀ THI TUYỂN SINH 2002-2014 40. Tính I = π 2 0 (x +1)sin2x dx (Dự bị 2006-D). Đáp số: π 4 +1 41. Tính I = 2 1 (x −2)lnx dx (dự bị 2006-D). Đáp số: −2ln2+ 5 4. 42. Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi y = (e +1)x, y = (1+ex )x (2007-A). Đáp số: e 2 −1 43. Cho hình phẳng (H) giới hạn bởi các đường y = x lnx, y = 0,x = e. Tính thể tích khối tròn xoay tạo thành khi quay hình (H) quanh trục Ox (2007-B). Đáp số: π(5e3 −2) 32 44. Tính I = e 1 x3 ln2 x dx (2007-D). Đáp số: 5e4 −1 32 45. Tính I = 4 0 2x +1 1+ 2x +1 dx (Dự bị 2007-A). Đáp số: 2+ln2. 46. Cho hình phẳng (H) giới hạn bởi 4y = x2 , y = x. Tính thể tích khối tròn xoay khi quay (H) quanh Ox (Dự bị 2007-A). Đáp số: 128π 15 47. Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi y = x(1− x) x2 +1 , y = 0. (Dự bị 2007-B). Đáp số: −1+ π 4 + 1 2 ln2. 48. Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi y = x2 , y = 2− x2 (Dự bị 20074-B). Đáp số: π 2 + 1 3 . 49. Tính I = 1 0 x(x −1) x2 −4 dx (Dự bị 2007-D). Đáp số: 1+ln2− 3 2 ln3. 50. Tính I = π 2 0 x2 cosx dx (Dự bị 2007-D). Đáp số: π2 4 −2. 51. Tính I = π 6 0 tan4 x cos2x dx (2008-A). Đáp số: 1 2 ln 3+1 3−1 − 10 3 27 . 52. Tính I = π 4 0 sin x − π 4 sin2x +2(1+sinx +cosx) dx (2008-B). Đáp số: 4−3 2 4 . 53. Tính I = 2 1 lnx x3 dx (2008-D). Đáp số: 3−2ln2 16 © Nguyễn Hồng Điệp 85
  • 91. 1. CÁC ĐỀ THI TUYỂN SINH 2002-2014 Chương III. BÀI TẬP TỔNG HỢP 54. Tính I = 3 −1 2 x 3 2x +2 dx (Dự bị 2008-A). Đáp số: 12 5 . 55. Tính I = π 2 0 sin2x 3+4sinx −cos2x dx (Dự bị 2008-A). Đáp số: −1 2 +ln2. 56. Tính I = 2 0 x +1 4x +1 dx (Dự bị 2008-B). Đáp số: 11 6 57. Tính I = 1 0 x3 4− x2 dx (Dự bị 2008-B). Đáp số: 16−9 3 3 58. Tính I = 1 0 xe2x − x 4− x2 dx (Dự bị 2008-D). Đáp số: 1 4 e2 − 7 4 + 3. 59. Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi y = −x2 +4x, y = x (Cao đẳng 2008). Đáp số: 9 2 . 60. Tính I = π 2 0 (cos3 x −1)cos2 x dx (2009-A). Đáp số: 8 15 − π 4 . 61. Tính i = 3 1 3+lnx (x +1)2 dx (2009-B). Đáp số: 1 4 3+ln 27 16 62. Tính I = 3 1 1 ex −1 dx (2009-D). Đáp số: ln(e2 +e +1)−2 63. Tính I = 1 0 e−2x + x ex dx (Cao đẳng 2009). Đáp số: 2− 1 e 64. Tính I = 1 0 x2 +ex +2x2 ex 1+2ex dx (2010-A). Đáp số: 1 3 + 1 2 ln 1+2e 3 65. Tính I = e 1 lnx x(2+ln)2 dx (2010-B). Đáp số: −1 3 +ln 3 2 66. Tính I = e 1 2x − 3 x lnx dx (2010-D). Đáp số: e2 2 −1 67. Tính I = 1 0 2x −1 x +1 dx (Cao đẳng 2010). Đáp số: 2−3ln2 86 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 92. Chương III. BÀI TẬP TỔNG HỢP 1. CÁC ĐỀ THI TUYỂN SINH 2002-2014 68. Tính I = 1 0 2x −1 x5 −5x +6 dx (Dự bị 2010-B). Đáp số: 8ln2−5ln3 69. Tính I = 2 1 2− 4− x62 x4 dx (Dự bị 2010-B). Đáp số: 7 12 − 3 4 70. Tính I = e 1 lnx −2 x lnx + x dx (Dự bị 2010-D). Đáp số: 1−3ln2 71. Tính I = π 4 0 x sinx +(x +1)cosx x sinx +cosx dx (2011-A). Đáp số: π 4 +ln π 2 8 + 2 2 72. Tính I = 4 0 1+ x sinx cos2 x dx (2011-B). Đáp số: 3+ 2π 3 +ln(2− 3) 73. Tính I = 4 0 4x −1 2x +1+2 dx (2011-D). Đáp số: 34 3 +10ln 3 5 74. Tính I = 2 1 2x +1 x(x +1) dx (Cao đẳng 2011). Đáp số: ln3 75. Tính I = 3 1 1+ln(x +1) x2 dx (2012-A). Đáp số: 2 3 − 2 3 ln2+ln3 76. Tính I = 1 0 x3 x4 +2x2 +2 dx (2012-B). Đáp số: ln3− 3 2 ln2 77. Tính I = π 4 0 x(1+sin2x)dx (2012-D). Đáp số: π2 32 + 1 4 78. Tính i = 1 0 x x +1 dx (Cao đẳng 2012). Đáp số: 8 3 79. Tính I = 2 1 x2 −1 x2 ·lnx dx (2013-A). Đáp số: 5 2 ln2− 3 2 80. Tính I = 1 0 x 2− x2 dx (2013-B). Đáp số: 2 2−1 3 81. Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi đường cong y = x2 −3x +3 và đường thẳng y = 2x +1 (2014-A). Đáp số: 1 6. © Nguyễn Hồng Điệp 87
  • 93. 2. BÀI TẬP TỔNG HỢP Chương III. BÀI TẬP TỔNG HỢP 82. Tính tích phân I = 2 1 x2 +3x +1 x2 + x dx (2014-B). Đáp số: 1+ln3. 83. Tính tích phân I = π 4 0 (x +1)sin2x dx (2014-D). Đáp số: 3 4 . 84. Tính tích phân I = 2 1 x2 +2lnx x dx (2014-Cao đẳng). Đáp số: 3 2 +ln2 x. 2 Bài tập tổng hợp 1. π 2 0 1 cosx +2 dx. Đáp số: π 3 3 ,(t = tan x 2 ). 2. 1 0 ex ex +e−x dx . Đáp số: ln e+ 1+e2 1+ 2 3. π 4 0 sin4x 4+cos2 2x dx . Đáp số: −1 2 ln 4 5 . 4. 0 −ln3 1−ex 1+ex dx. Đáp số: ln 4 3 . 5. e π 2 1 sin(lnx)dx. Đáp số: 1 2 e π 2 +1 . 6. 3 1 1+ x2 x2 dx. 7. 1 0 1 x6 dx. Đáp số: − 1 2 3 ln(2− 3)+ π 6 . 8. π2 4 0 cos3 ( x)dx. Đáp số: 2π 3 − 14 9 . 9. 3 0 x4 −1 x2 −9 dx. Đáp số: 20π 3 −18. 88 © Nguyễn Hồng Điệp
  • 94. Chương III. BÀI TẬP TỔNG HỢP 2. BÀI TẬP TỔNG HỢP 10. π 0 1−sin2x dx. Đáp số: 2 2−2. 11. 2 1 1− x7 x(1+ x7) dx. Đáp số: 1 2 ln2− 2 7 ln 129 2 . 12. 2 1 6x 9x −4x dx. Đáp số: ln 4 9 .ln 13 25 . © Nguyễn Hồng Điệp 89