Tổng hợp bài tập, đề thi TOÁN 12 thi THPT dạng câu 41 Tích phân hàm ẩn (Có đáp án) TÍCH-PHÂN-HÀM-ẨN. Chúc các em thi tốt!
NGƠ VĂN SƠN CHỦ ĐỀ : TÍCH PHÂN HÀM ẨN Câu 41-ĐMH KIẾN THỨC CẦN NHỚ: Các tính chất tích phân: b c b f x dx f x dx f x dx với a c b a a b c b k f x dx kf x dx k a a b a a b f x dx f x dx b f x dx F x a F b F a b a b b b f x g x dx f x dx g x dx a a a b b b a a a f x dx f t dt f z dz b f x dx f x a f b f a b a Công thức đổi biến số: f u x u x dx f u du, u u x b ub a ua f u x u x dx f u du, u u x Phương pháp đổi biến số thường sử dụng theo hai cách sau đây: b Giả sử cần tính g x dx Nếu ta viết g x dạng f u x u x a b ub a u a g x dx f u du Vậy tốn quy tính u b f u du , nhiều trường hợp tích phân u a đơn giản Giả sử cần tính f x dx Đặt x x t thỏa mãn x a , x b b b a a f x dx f x t x t dt g t dt , g t f x t x t BÀI TẬP MẪU x2 1 (ĐỀ MINH HỌA LẦN 1-BDG 2020-2021) Cho hàm số f ( x) x 2x x x Tích phân f (2sin x 1) cos x dx bằng: A 23 B 23 TÀI LIỆU ÔN THI THPT QUỐC GIA 17 Phân tích hướng dẫn giải C D 17 Trang NGƠ VĂN SƠN DẠNG TỐN: Đây dạng tốn tìm giá trị tích phân hàm số HƯỚNG GIẢI: B1: Dựa vào biểu thức bên dấu tích phân, ta sử dụng phương pháp đổi biến số để xử lý tốn b B2: Sử dụng tính chất c b a c f x dx f x dx f x dx, c a; b a B3: Lựa chọn hàm f x thích hợp để tính giá trị tích phân Từ đó, ta giải tốn cụ thể sau: Lời giải Chọn B Xét I f (2sin x 1) cos x dx Đặt t 2sin x dt cos xdx x t 1 Đổi cận: x t 3 3 23 1 1 I f (t )dt f ( x)dx x x 3 dx x 1 dx 21 21 1 Bài tập tương tự phát triển: Mức độ Câu e x Cho hàm số f ( x) x x giản) Giá trị a b c A B x Biết tích phân x C Lời giải 1 f ( x) dx a e2 a ( phân số tối b c b D 10 Chọn C Ta có: I e2 2x f ( x )dx x x d x e d x 0 1 1 Vậy a b c Câu x 1 x x e4 f (ln x) dx bằng: Cho hàm số f ( x) Tích phân x x e2 x4 40 95 189 189 A B C D ln ln ln ln 4 Lời giải Chọn D e4 Xét I e2 f (ln x) dx x Đặt t ln x dt dx x Đổi cận: x e2 t x e4 t TÀI LIỆU ÔN THI THPT QUỐC GIA Trang NGÔ VĂN SƠN 4 2 I f (t )dt f ( x)dx Câu 189 dx x 1 x dx ln x4 1 x m m Cho hàm số f ( x) x Tích phân f ( x )dx ( phân số tối giản), n n 7 x x m 2n bằng: A B C D Lời giải Chọn A Xét I f( x )dx 7 Đặt t x 3t 2dt dx x 7 t Đổi cận: x 1 t 0 2 1 25 I 3 t f (t )dt 3 x f ( x)dx x x 1 dx xdx 12 0 Câu Cho hàm số f x liên tục f x dx , A I B I f x dx Tính I f x dx 1 C I Lời giải D I Chọn B Đặt u x d x d u Khi x 1 u 1 Khi x u 3 1 Nên I f u d u f u d u f u d u 1 1 1 f u d u f u d u 1 Xét f x d x Đặt x u d x d u Khi x u Khi x u 1 1 0 Nên f x d x f u d u Ta có 0 f u d u 1 f x d x f u d u 0 1 Nên I f u d u f u d u 1 Câu Cho F x nguyên hàm hàm số f x x x tập thỏa mãn F 1 Tính tổng F F F 3 A B 12 C 14 Lời giải: D 10 Chọn C Bảng khử dấu giá trị tuyệt đối: TÀI LIỆU ÔN THI THPT QUỐC GIA Trang NGƠ VĂN SƠN Ta có: 2 1 f x dx F F 1 F mà f x dx 2dx f x dx F 1 F F mà 0 0 f x dx F F 1 F 1 mà 1 1 f x dx xdx x 3 nên F 1 f x dx F 1 F 3 F 3 mà nên F f x dx xdx x 1 1 nên F 1 1 1 3 1 f x dx 2dx 4 nên F 3 3 Vậy F F F 3 14 Câu Biết I x 1 x dx a ln b ln với a, b Tính S a b A S B S 11 C S 3 Lời giải: D S Chọn D x x Ta có x 2 x x 2 x 1 x 1 dx dx Do I x x 2 22 x 1 x dx x 2 x 3 5 dx dx dx x x 1 2 5 5ln x x x 3ln x 8ln 3ln a S a b b 3 Câu Cho hàm số f x có đạo hàm liên tục thỏa mãn f x3 3x 3x , với x Tích phân xf x dx A 31 B 17 C 33 D 49 Lời giải Chọn C Từ giả thiết ta có f x3 3x 3x nên suy f 1 , f 5 1 Suy I xf x dx xf x f x dx 23 f x dx Đặt x t 3t dx 3t dt TÀI LIỆU ÔN THI THPT QUỐC GIA Trang NGÔ VĂN SƠN Với x t 0; x t Do 1 0 f x dx f t 3t 1 3t 3 dt 3t 3t dt 59 33 4 Cho hàm số y f x xác định liên tục 59 Vậy I 23 Câu phân thoả f x5 x 3 x 1, x Tích f x dx 2 B 10 A C 32 D 72 Lời giải Chọn B Đặt x t 4t dx 5t dt x 2 t 1 Đổi cận: x t Khi 2 Câu f x dx f t 4t 3 5t dt 1 2t 1 5t dt 10 1 Cho hàm số y f ( x) xác định liên tục thỏa mãn f ( x) f ( x) x với x 10 Tính I f ( x )dx A I B I C I Lời giải D I Chọn B Đặt t f ( x) 2t 3t x dx (6t 3)dt x 2t 3t t x 10 2t 3t 10 t 10 Vậy I f ( x)dx t (6t 3)dt Câu 10 Cho hàm số f x xác định biểu thức f 1 f 3 1 , f f 1 Giá trị \ , thỏa f x 2x 1 2 B ln15 A ln15 C ln15 Lời giải D ln15 Chọn C Ta có f x 2x 1 ln 1 x C1 f x dx ln x C 2x 1 ln x 1 C f C1 f 1 C2 TÀI LIỆU ÔN THI THPT QUỐC GIA ;x ;x Trang NGÔ VĂN SƠN ln 1 x ; x f 1 ln Do f x ln x 1 ; x f 3 ln f 1 f 3 ln15 3x x Câu 11 Cho hàm số f ( x) 5 x A 15 x Khi I x B 15 cos xf sin x dx C D 17 Lời giải: Chọn A x t 1 Đặt t sin x dt cos xdx Đổi cận x t I f t dt f x dx 1 1 3x x Do f ( x) 5 x x x I x dx 3x 1 x dx x2 x Câu 12 Cho hàm số f ( x) x 1 A 41 15 x x Khi I f x dx B 21 C 41 12 D 41 21 Lời giải Chọn C x t Đặt t x dt 2dx dx dt Đổi cận x t 3 1 I f t dt f x dx 21 21 x x x Do f ( x) x x 1 41 1 I x 1 dx x x 3 dx 21 12 x x x f ( x ) Câu 13 Cho hàm số x x 35 A B 12 TÀI LIỆU ÔN THI THPT QUỐC GIA 2 I Khi 0 sin xf cos x 1dx 19 10 C D Trang NGÔ VĂN SƠN Lời giải: Chọn A x t Đặt t cos x dt sin xdx Đổi cận x t 2 1 I f t dt f x dx x x Do f ( x) x 3 x x I x dx x x dx x x Câu 14 Cho hàm số f ( x) x 2 A 35 12 x x Khi I cos xf sin x dx C B 1 D Lời giải: Chọn A x t 1 Đặt t sin x dt cos xdx Đổi cận x t I f t dt 1 f x dx 1 x2 x Do f ( x) x x x I xdx x x dx 1 x x x Câu 15 Cho hàm số f ( x) Khi I xf x dx x 2 x 73 74 A 24 B C D 25 3 Lời giải: Chọn B x t Đặt t x dt xdx xdx dt Đổi cận x t I 1 f t dt f x dx 21 21 TÀI LIỆU ÔN THI THPT QUỐC GIA Trang NGÔ VĂN SƠN x2 x Do f ( x) 2 x x x 3 73 1 I x 1 dx x x 1 dx 21 3 x x Câu 16 Cho hàm số f ( x) Tính tích phân f sin x cos xdx x x 21 17 13 A B C D Lời giải: Chọn B Xét I f sin x cos xdx Đặt sin x t cos xdx dt Với x t x t 1 1 0 1 I f t dt f x dx f ( x)dx f ( x)dx 3x 3 dx x dx 2 x 2 x Câu 17 Cho hàm số f ( x) Tính tích phân x x x 33 15 A B C 12 23 Lời giải: Chọn D 17 f 3cos x sin xdx D 19 24 Xét I f 3cos x sin xdx Đặt 3cos x t 3sin xdx dt sin xdx dt Với x t x I t 2 f t dt f x dx 1 f ( x)dx f ( x)dx 30 1 19 1 x x 1 dx 0 x 1 dx 24 1 x x Câu 18 Cho hàm số f ( x) Tính tích phân 2 x x TÀI LIỆU ÔN THI THPT QUỐC GIA f 5sin x 1 cos xdx Trang NGÔ VĂN SƠN 11 A 10 B 43 31 C 31 30 D 31 10 Lời giải: Chọn C Xét I f 5sin x 1 cos xdx Đặt 5sin x t 10cos xdx dt cos xdx Với x x t 1 t4 I 4 1 1 f t dt f x dx f ( x )dx f ( x )dx 10 1 10 1 10 1 10 1 dt 10 1 31 x dx x dx 10 1 10 30 2 x3 x x Câu 19 Cho hàm số f ( x) Tính tích phân x 11 x A 69 B 12 C e f ln x x dx e 25 D 30 Lời giải: Chọn A e Xét I f ln x dx x Đặt ln x t dx dt x t 1 e xe t 3 Với x 3 1 2 I f t dt f x dx f x dx f x dx 11 x dx x x dx 69 1 x x Câu 20 Cho hàm số f ( x) Tính tích phân f 3e x 1e x dx x x 94 25 13 102 A B C D 9 15 33 Lời giải: Chọn C ln Xét I f 3e x ln 1 e x dx x x x Đặt 3e t 3e dx dt e dx dt Với x t TÀI LIỆU ÔN THI THPT QUỐC GIA Trang NGÔ VĂN SƠN x ln t 5 5 1 1 94 I f t dt f x dx f x dx 1 x dx (7 x)dx 32 32 33 32 33 Mức độ Câu Giá trị tích phân max sin x, cos x dx A B C D Lời giải Chọn C Ta có phương trình sin x cos x có nghiệm đoạn 0; x 2 Bảng xét dấu Suy 0 max sin x, cos x dx cos xdx sin xdx sin x 04 cos x 2 4 Câu Tính tích phân I max x3 , x dx A B 17 19 Lời giải: C D 11 Chọn B Đặt f x x3 x ta có bảng xét dấu sau: Dựa vào bảng xét dấu ta có x max x , x x x 0;1 , f x x3 x x3 x max x3 , x x x 1; 2 , f x x3 x x3 Ta có: I max x , x dx max x , x dx max x3 , x dx 0 1 2 1 17 Nên I max x , x dx xdx x dx x x 4 TÀI LIỆU ÔN THI THPT QUỐC GIA Trang 10 NGÔ VĂN SƠN Câu f 1 2 ln \ 0; 1 thỏa mãn f a b ln 3; a, b x x 1 f x f x x x Cho hàm số y f x liên tục Tính a b2 25 A B C D 13 Lời giải Chọn B Ta có x x 1 f x f x x x (1) Chia vế biểu thức (1) cho x 1 ta x x f x f x x 1 x 1 x 1 x x x x , với x \ 0; 1 f x f x dx x 1 x 1 x 1 x 1 x x 1 f x x ln x C f x x ln x C x 1 x Mặt khác, f 1 2 ln 1 ln C 2 ln C 1 x 1 x ln x 1 x 3 3 Với x f x 1 ln 3 ln Suy a b 2 2 Vậy a b f f Cho hàm số y f x có đạo hàm thỏa mãn , f x y f x f y 3xy x y Do f x Câu với x, y Tính f x 1dx A B C D Lời giải Chọn C Lấy đạo hàm theo hàm số y f x y f y x xy , x Cho y f x f x f x 3x f x f x dx x x C mà f C Do f x x x Vậy Câu f x 1dx f x dx 1 x x 1 dx 1 Cho hàm số f x có đạo hàm liên tục 0;1 thỏa mãn f 1 , f x dx 1 0 x f x dx Tích phân TÀI LIỆU ÔN THI THPT QUỐC GIA f x dx Trang 11 NGÔ VĂN SƠN A B C D Lời giải Chọn A 1 x3 x Ta có x f x dx f x f x dx Suy 3 0 x3 0 f x dx Hơn ta dễ dàng tính 1 Do f x dx 2.21 0 x6 0 dx 63 1 x3 x6 f x dx 212 dx f x x dx 0 7 Suy f x 7 x3 , f x x C Vì f 1 nên C 4 Vậy f x dx Câu 7 x 1 dx 40 Xét hàm số f x có đạo hàm liên tục thỏa mãn điều kiện f 1 f Tính f x f x 1 J dx x x2 1 A J ln B J ln C J ln D J ln Lời giải Chọn D 2 2 f x f x 1 f x f x 2 d x d x d x Ta có J dx 2 x x x x x x 1 1 1 1 u du dx x x Đặt dv f x dx v f x 2 f x f x 1 f x f x 2 J dx f x dx dx dx x x x x x x x 1 1 1 2 1 f f 1 ln x ln x 1 Câu Cho hàm số f ( x) xác định f x \ 2;1 thỏa mãn 1 , f 3 f 3 0, f Giá trị biểu thức f 4 f 1 f x x2 1 A ln 20 3 B 1 ln 3 C ln 80 D ln Lời giải Chọn B Ta có: f x 1 1 x x x 1 x TÀI LIỆU ÔN THI THPT QUỐC GIA Trang 12 NGÔ VĂN SƠN 1 ln 1 x ln x C1 ; x ; 2 1 x 1 1 f x C ln 1 x ln x C2 ; x 2;1 dx ln x 1 x x2 3 1 ln x 1 ln x C3 ; x 1; 1 1 Với f ln 1 ln C2 C2 ln 3 3 1 Với f 3 f 3 C1 C3 ln 10 1 1 Nên f 4 f 1 f ln ln ln C2 C1 C3 ln 3 3 Câu Cho hàm số f x xác định liên tục f x 0, x đồng thời thỏa mãn f x e x f x , x f 0 Tính giá trị f ln A f ln B f ln C f ln ln 1 D f ln ln 2 Lời giải Chọn B Ta có f x e x f x f x e x ( f x ) f x f x 1 e x C f x x dx e x dx f x f x e C 1 C 1 e C 1 f x x f ln ln e 1 e 1 Mà f Câu f 1 g 1 Cho hai hàm f x g x có đạo hàm 1; 4 , thỏa mãn g x xf x với f x xg x x 1; 4 Tính tích phân I f x g x dx A 3ln C ln B ln D 8ln Lời giải Chọn D Từ giả thiết ta có f x g x x f x x.g x f x x f x g x x.g x x f x x.g x C x f x x.g x C f x g x x TÀI LIỆU ÔN THI THPT QUỐC GIA Trang 13 NGÔ VĂN SƠN 4 1 Mà f 1 g 1 C I f x g x dx dx 8ln x Câu 10 Cho hai hàm f ( x) g ( x) có đạo hàm 1; 2 thỏa mãn f (1) g (1) x ( x 1) g ( x) 2017 x ( x 1) f ( x) , x 1; 2 x g ( x) f ( x) 2018 x x x 1 x g ( x) f ( x) dx Tính tích phân I x 1 x A I B I C I 2 Lời giải Chọn A x 1 ( x 1) g ( x) x f ( x) 2017 , x 1; 2 Từ giả thiết ta có: x g ( x) f ( x) 2018 x x Suy ra: D I x 1 x x x g ( x ) g ( x ) f ( x ) f ( x ) g ( x ) f ( x ) ( x 1) x x x x 1 x2 x x 1 g ( x) f ( x ) x C x 1 x x 1 x g ( x) f ( x) dx ( x 1)dx Mà f (1) g (1) C 1 I x 1 x 2 x x x Câu 11 Cho hàm số f ( x) Tính tích phân x x 21 13 20 A B C Lời giải: Chọn A f 3sin 2 x 1 sin xdx D Xét I f 3sin x sin xdx Đặt 3sin x t 3sin xdx dt sin xdx dt Với x t 1 x t2 2 I 2 1 1 f t dt f x dx f ( x)dx f ( x)dx 1 1 1 31 1 21 x x dx x 3 dx 1 31 TÀI LIỆU ÔN THI THPT QUỐC GIA Trang 14 NGÔ VĂN SƠN 13 2 x x Câu 12 Cho hàm số f ( x) Tính tích phân f x x 97 231 16 A B C Lời giải: Chọn B 13 Xét I f x dx D 113 x dx x t x t x (t 2) dx 2(t 2)dt Với x t x 13 t Đặt 2 0 I 2 (t 2) f t dt 2 ( x 2) f x dx 2 ( x 2) f x dx ( x 2) f x dx 2 ( x 2) x 2dx 2 (2 x 1)( x 2)dx 97 2 x x Câu 13 Cho hàm số f ( x) Tính tích phân 4 x x 2 A B C f cos x sin xdx 2 21 D 12 Lời giải: Chọn A Xét I f cos x sin xdx 2 4 Đặt 4cos x t sin xdx dt Với x x t 1 t 3 I 3 1 1 f t dt f x dx f ( x)dx f ( x)dx 41 41 41 42 1 x dx x d x 31 32 x x x Câu 14 Cho hàm số f ( x) Tính tích phân x 3 x A 16 B 17 C 11 e4 f ln x 1x dx D 11 Lời giải: Chọn C TÀI LIỆU ÔN THI THPT QUỐC GIA Trang 15 NGÔ VĂN SƠN e4 Xét I f ln x 1x dx ln x t ln x t dx 2tdt x Với x t x e4 t Đặt 2 0 I 2 t f t dt 2 x f x dx 2 x f ( x)dx 2 x f ( x)dx 2 x x x 1 dx 2 x x dx 11 2 x x Câu 15 Cho hàm số f ( x) x x Tính tích phân 5 x x 201 34 155 A B C 77 103 Lời giải: Chọn D f tan x cos x dx D 109 21 Xét I f tan x cos Với x dx Đặt tan x t x x 1 dx dt cos x t 9 t 5 9 1 1 I f t dt f x dx f ( x)dx f ( x)dx f ( x)dx 5 5 5 70 72 1 109 x 1 dx x 1 dx x dx 5 70 72 21 2 x x x Câu 16 Cho hàm số f ( x) Khi I cos xf sin x dx 2 f x dx x 0 x 10 A B C D 3 Lời giải: Chọn D 2 0 Ta có: I cos xf sin x dx f x dx I1 I x t Đặt t sin x dt cos xdx Đổi cận x t TÀI LIỆU ÔN THI THPT QUỐC GIA Trang 16 NGÔ VĂN SƠN I1 f t dt 1 1 1 f t dt f x dx x x Do f ( x) x x x I1 xdx x x dx 1 Đặt t x dt 2dx dx dt Đổi cận I2 f t dt 1 x t x t 1 f x dx 1 x2 x Do f ( x) x x x 0 I xdx x x dx 1 10 Vậy I I1 I x 4 x Câu 17 Cho hàm số f ( x) Tính tích phân 2 x 12 x I x f x2 x 1 dx ln e 2x f 1 e x dx ln A 84 B 83 C 48 D 84 Lời giải: Chọn A Ta có: I x f x2 x 1 dx ln e 2x f 1 e x dx I1 I ln x t Đặt t x t x 2tdt xdx xdx tdt Đổi cận x t 2 2 1 I1 f t dt f t dt f x dx 4 x Do f ( x) 2 x 12 x x 2 I1 2 x 12 dx 1 Đặt t e2 x dt 2e2 x dx e2 x dx dt Đổi cận 10 I2 x ln t x ln t 10 10 1 f t dt f x dx 25 25 4 x Do f ( x) 2 x 12 x x TÀI LIỆU ÔN THI THPT QUỐC GIA Trang 17 NGÔ VĂN SƠN 10 I2 x 75 5 Vậy I I1 I 84 f tan x x dx Biết I x cos x 2 x3 x Câu 18 Cho hàm số f ( x) 3x e 1 x f ln x 1 x2 dx a với b a phân số tối giản Giá trị tổng a b b A 69 B 68 C 67 Lời giải: Chọn A I f tan x cos x e 1 dx x f ln x 1 x 1 dx I I D 66 x t 1 dx Đổi cận Đặt t tan x dt cos x x t 3 I1 f t dt f x dx 1 2x x dx dx dt Đổi cận Đặt t ln x 1 dt x 1 x 1 2 I2 x t x e t 2 1 f t dt f x dx 20 20 2 x3 x Do f ( x) 3x x x 1 12 53 I I1 I x x dx 3x dx a 53, b 16 20 16 Vậy a b 69 1 x2 Câu 19 Cho hàm số f ( x) x x