Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 28 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
28
Dung lượng
1,54 MB
Nội dung
Chuyên đề ㊶ TÍNH TÍCH PHÂN HÀM HỢP Ⓐ KIẾN THỨC CƠ BẢN CẦN NẮM Ghi nhớ Định nghĩa Cho hàm số f liên tục Nếu K a, b hai số thuộc K nguyên hàm f F tích phân f K hiệu số F ( b) - F ( a) gọi từ a đến b b ị f ( x) dx Kí hiệu : a b Trong trường hợp a < b, ta gọi ò f ( x) dx [ a;b] tích phân f đoạn a b Người ta cịn dùng kí hiệu b Như ta có: Ghi nhớ ❷ Định lý: ò f ( x) dx = F ( x) b a F ( x) a a Giả sử hàm số f , g liên tục ta có K a ➀ ➂ c c ị f ( x) dx + ò f ( x) dx = ò f ( x) dx; b ➄ ➁ a a b ➃ a ba số thuộc K Khi a ị f ( x) dx =- ò f ( x) dx; a b b b b a a a ò éëf ( x) + g( x) ùûdx = ò f ( x) dx + ò g( x) dx; b ò kf ( x) dx = kò f ( x) dx a a, b, c b ò f ( x) dx = 0; b F ( b) - F ( a) để hiệu số a với k Ỵ ¡ Ghi nhớ ❸ Phương pháp đổi biến số: b Để tính tích phân I = ò f ( x) dx a ù ¢ f ( x) = gé ëu( x) û.u ( x) phép đổi biến sau: t = u( x) ị dt = uÂ( x) dx Bước Đặt Bước ìï x = a Þ t = u( a) ï í ïï x = b ị t = u( b) ợ i cn: u(b) Bước Thay vào, ta có I = ị g( t) dt = G ( t) u(a) u( b) u( a) , ta thực Dấu hiệu nhận biết cách đổi biến Dấu hiệu ① f ( x) Có ② n Có ( ax b) ③ f ( x) Có a ④ dx ln x Có x Có thể đặt t f ( x) ⑨ Ⓑ Câu 1: ☞Đặt t x I I sin x cos xdx t cos x dx Có sin x I x( x 1) 2022 dx e tan x 3 dx cos x ☞Đặt t tan x e ln xdx t ln x biểu thức I x(ln x 1) chứa ln x ☞Đặt t ln x Có sin xdx ⑧ x ☞Đặt t x ⑥ dx Có cos x x dx I 4 Có e dx Có cos xdx t f ( x) ⑤ ⑦ I t ax b t e x biểu thức x chứa e x Ví dụ ln 2 x e 3e x 1dx x ☞ Đặt t 3e t sin xdx I ☞Đặt t sin x sin x dx 2cos x ☞Đặt t 2cos x ecot x ecot x dx dx cos x 2sin x 1 dx (1 tan x) dx cos x cos x ☞Đặt t tan x I 4 t tan x I 4 t cot x ☞Đặt t cot x BÀI TẬP RÈN LUYỆN x2 4x x f x x 1 3x x Cho hàm số Gía trị A B C Lời giải Chọn B t tan x dt Đặt Đổi cận dx cos x f tan x dx cos x D 1 Ta có 1 f tan x dx f t dt f x dx 3x 1 dx cos x 0 I Vậy I Câu 2: Cho hàm số f x x 3x A B f cos x 1 sin xdx Giá trị D 1 C Lời giải Chọn A cx 1 x 3x x h f x x 3x x Ta có t cos x dt 2sin xdx sin xdx dt Đặt Đổi cận I f cos x 1 sin xdx f t dt f t dt 21 Ta có 3 12 1 1 f x dx f x dx f x dx x 3x dx x 3x dx 21 21 2 21 Câu 3: x x ln x f x x x x Cho hàm số Giá trị A 1 f cot x dx f x dx sin x 1 C 2 B D Lời giải Chọn D J Tính Đặt sin x cot x t Khi f cot x dx dx dt x t 1; x t sin x 4 , đổi cận: 1 1 1 1 1 1 J f t dt f x dx I 2 f x dx 3x x 1 dx Câu 4: Cho hàm 3x x f x x x2 số Biết f sin x cos x dx 3 f x dx a b ln 2, với a , b số nguyên Giá trị a 15b A 18 B 10 C 48 D Lời giải Chọn A Đặt t sin x dt cos x dx Khi x t 0, 1 0 0 x t 1, f sin x cos x dx f t dt f x dx x dx ln Vậy f x dx Tính Đặt u x du 2dx dx Do du 3 1 du f x dx f u f u du f x dx 3x dx 11 21 21 21 f sin x cos x dx 3 f x dx Vậy ln 3( 11) 33 ln a 33, b 1 a 15b 18 f x x 3x 2 Câu 5: Cho Giá trị nguyên Giá trị b 2a A B 4sin xf 8cos x 8cos x 4 C dx a ln b , với a, b số D 3 Lời giải Chọn A cx 1 x 3x x h f x x 3x x Ta có x u Đặt u 8cos x u 8cos x udu 4sin xdx Đổi cận x u Vậy 4sin xf 8cos x 8cos x dx 3 uf u 1 u du f u du f x dx f x dx f x dx 1 3 ( x x 2)dx ( x x 2)dx 1 a 1; b b 2a 6 Câu 6: x e x x f x x x Cho hàm số Giá trị 10 A B cos x f tan x dx C D Lời giải Chọn A I Đặt Đặt cos x f tan x dx tan x t I Khi đó: 1 x t 1; y t dx dt cos x 4 , đổi cận: 1 1 1 f t dt f x dx x e x dx x dx J x e dx x 1 Tính 0 u x du dx x x J x e d x x e e x dx x x dv e dx v e 1 1 Đặt x3 10 I 2x 3 0 Khi đó: Câu 7: x 1 ln x f x 4 x 1 Cho hàm số A 2ln cot xf sin x dx x x B ln Giá trị C ln Lời giải Chọn A sin x t 2sin x cos xdx dt 2 cos x sin xdx dt sin x Đặt cot x sin x dx dt cot x dx dt t D Đổi cận t 1, x t 1 dt f t t 1 dt dt t ln t ln 2t t 21 t f t Câu 8: x 2 xe x x f x x x x Cho hàm số Giá trị A e3 12 2e3 B f tan x 1 cos x dx 4e3 C D Lời giải Chọn A Đặt tan x t I Khiđó dx dt x t 1; y t cos x 4 , đổi cận: 3 1 1 f t d t f x d x x x d x xe x dx 1 1 1 K xe x dx Tính 3 ux du dx x x J xe d x xe e x dx 2e3 x x dv e dx v e 0 Đặt 3 x3 x 1 1 x I f t dt f x dx x x dx xe dx 2e3 1 1 1 1 1 1 2e e 2 12 Câu 9: ax e x f x bx Cho hàm số sin Biết x x x có đạo hàm ¡ (với a, b số thực) f cot x dx 2e Giá trị 2a b A 10 C 14 B 18 Lời giải Chọn A I Tính sin x f cot x dx D 18 Đặt cot x t Khi dx dt x t 1; y t sin x 4 , đổicận 1 1 1 1 I f t dt f x dx bx dx ax e x dx Tính K ax e x dx du adx u ax x K ax e e x a dx e 1 a x x dv e dx ve Đặt bx b I bx dx ax e dx x e a 1 a 2e 1 1 b a 5 b 2a 10 2a b 10 Khi đó: x x x x f x x x3 Câu 10: Cho hàm số Biết f cot x cos x sin x dx 15ln a 50 c 44 a d b 45 , a, b, c, d số nguyên dương Giá trị a b c d A B 10 C 11 Lời giải Chọn A f cot x cos x sin x dx I t cot x dt Đặt Đổi cận : sin x dx 1 dx dt sin x 1 x t1 I Ta có 3 1 , f t 1 t2 dt t f t dt 1 1 I x f x dx x f x dx 1 Suy x 2 dx x 1 x 0 x x dx D 12 1 x ln x 3 3 x x x x dx 1 1 10 44 16 ln ln 10 44 ln ln 3 15 15 45 45 15ln 50 44 45 a 2; b 3; c 5; d 1 a b c d e x f ( x) x x Câu 11: Cho hàm số giản) Giá trị a b c A x x a e2 a f ( x) dx b c b Biết tích phân 1 ( phân số tối B C D 10 Lời giải Chọn C I e2 2x f ( x )dx x x d x e d x 1 1 0 Ta có: Vậy a b c x x2 f ( x) x4 Câu 12: Cho hàm số 40 ln A x x e4 Tích phân 95 ln B e2 f (ln x) dx x 189 ln C bằng: 189 ln D Lời giải Chọn D e4 I Xét Đặt e2 f (ln x ) dx x t ln x dt dx x x e2 t Đổi cận: x e t 4 2 I f (t )dt 189 f ( x )dx dx x x d x ln x4 1 f ( x) x x Câu 13: Cho hàm số m 2n bằng: x x Tích phân f( 2 x )dx m m n ( n phân số tối giản), A C B D Lời giải Chọn A I Xét f( x )dx 7 Đặt t x 3t dt dx x 7 t Đổi cận: x t 2 1 25 I 3 t f (t )dt 3 x f ( x)dx x x 1 dx xdx 0 12 f x Câu 14: Cho hàm số f x dx f x dx liên tục ¡ A I , B I I Tính C I f x dx 1 D I Lời giải Chọn B Đặt u x dx du Khi x 1 u 1 Khi x u 3 1 I f u du f u du f u du 1 1 Nên 1 f u d u f u d u 1 f x d x Đặt x u d x d u Khi x u Khi x u 1 Xét Nên 1 0 f x d x f u d u Ta có 3 0 f x d x f u d u f u d u 1 1 I f u d u f u d u 1 Nên Câu 15: Cho F x F 1 A nguyên hàm hàm số Tính tổng F F F 3 f x 1 x 1 x tập ¡ thỏa mãn B 12 C 14 Lời giải: Chọn C D 10 Bảng khử dấu giá trị tuyệt đối: Ta có: f x dx F F 1 F f x dx F 1 F F mà f x dx F F 1 F 1 1 f x dx xdx x mà F F F 3 14 nên 1 F 2 nên F 0 f x dx xdx x 1 mà 3 0 f x dx F 1 F 3 F 3 Vậy f x dx 2dx 1 mà 2 1 1 nên 1 1 1 3 3 f x dx 2dx 4 nên F 1 F 3 x 1 dx a ln b ln x với a, b ¢ Tính S a b Câu 16: Biết I A S B S 11 C S 3 D S Lời giải: Chọn D x x x2 2 x x Ta có x 1 x 1 I dx dx x x Do 5 2 x 1 x 2 3 5 dx dx dx 2 dx x x x x 1 2 5ln x x x 3ln x 8ln 3ln a b 3 S a b Câu 17: Cho hàm số f x có đạo hàm liên tục ¡ thỏa mãn f x3 x 1 x x ¡ Tích phân A 31 xf x dx 17 B 33 C 10 49 D , với A B 1 C D Lời giải: Chọn A x t 1 x t Đặt t sin x dt cos xdx Đổi cận 1 f t dt f x dx I 1 1 x x f ( x) x Do 1 x x I xdx x x dx x2 x f ( x) 2 x Câu 25: Cho hàm số A 24 x I xf x 1 dx x Khi 73 B 74 C D 25 Lời giải: Chọn B t x dt xdx xdx dt Đổi cận Đặt 5 1 I f t dt f x dx 21 21 x x x f ( x) x 2 x Do 73 1 I x 1 dx x x 1 dx 21 x t x t 3 x x f ( x) x x Tính tích phân Câu 26: Cho hàm số A 17 B f sin x cos xdx 13 C Lời giải: Chọn B 14 21 D I f sin x cos xdx Xét 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 dx x dx 2 x 2 x f ( x) 2 x x x Tính tích phân Câu 27: Cho hàm số 33 A 15 B 23 17 f 3cos x sin xdx 19 D 24 C 12 Lời giải: Chọn D Xét I f 3cos x sin xdx 3sin xdx dt sin xdx dt Đặt 3cos x t Với x t 1 t x 1 1 1 I f t dt f x dx f ( x )dx f ( x )dx 3 30 2 1 19 x x 1 dx x 1 dx 30 24 1 x x f ( x) 2 x x Tính tích phân Câu 28: Cho hàm số 11 A 10 43 B 31 Chọn C Xét f 5sin x 1 cos xdx f 5sin x 1 cos xdx 31 C 30 Lời giải: I 15 31 D 10 Đặt 5sin x t Với x x 10 cos xdx dt cos xdx dt 10 t 1 t4 4 1 1 I f t dt f x dx f ( x)dx f ( x)dx 10 1 10 1 10 1 10 1 1 31 x dx x dx 10 1 10 30 Câu 29: Cho hàm số 2 x x x f ( x) x 11 x 69 A e f ln x x dx Tính tích phân e 25 C B 12 D 30 Lời giải: Chọn A e Xét I f ln x 1 dx x dx dt Đặt ln x t x x e t 1 Với xe t 3 3 3 1 2 I f t dt f x dx f x dx f x dx 11 x dx x x dx Câu 30: Cho hàm số 1 x x f ( x) 7 x x 13 A 15 B ln Tính tích phân 102 33 C Lời giải: Chọn C ln I Xét f 3e x 1 e x dx 3e x dx dt e x dx dt Đặt 3e t Với x t x ln t x 16 f 3e 94 x 1 e x dx 25 D 69 5 1 1 94 I f t dt f x dx f x dx x dx (7 x)dx 32 32 33 32 33 ㊶ Mức độ Câu 31: Giá trị tích phân max sin x, cos x dx A B D C Lời giải Chọn C x 0; Ta có phương trình sin x cos x có nghiệm đoạn Bảng xét dấu Suy 0 max sin x, cos x dx cos xdx sin xdx sin x cos x Câu 32: Tính tích phân I max x3 , x dx A 17 B 19 C 11 D Lời giải: Chọn B f x x3 x Đặt ta có bảng xét dấu sau: Dựa vào bảng xét dấu ta có x 0;1 , f x x x x3 x max x , x x x 1; 2 , f x x x x x max x , x x Ta có: I max x3 , x dx max x , x dx max x , x dx 0 17 Nên 1 2 1 17 I max x , x dx xdx x dx x x 4 0 f 1 2 ln f a b ln 3; a, b Ô x x 1 f x f x x x y f x ¡ \ 0; 1 Câu 33: Cho hàm số liên tục thỏa mãn 2 Tính a b 25 A B C 13 D Lời giải Chọn B x x 1 f x f x x x Ta có (1) x x f x f x x 1 x 1 x 1 x 1 ta Chia vế biểu thức (1) cho x x x x f x f x dx x x x ¡ \ 0; x 1 , với x 1 x x 1 f x x ln x C f x x ln x C x 1 x f 2 ln ln C 2 ln C 1 Mặt khác, x 1 f x x ln x 1 x Do Với x Vậy a b2 f x 3 3 a b ln 3 ln 2 2 Suy f f f x y f x f y xy x y y f x ¡ Câu 34: Cho hàm số có đạo hàm thỏa mãn , với x, y ¡ Tính A f x 1 dx B C Lời giải Chọn C Lấy đạo hàm theo hàm số y f x y f y x xy x ¡ , y f x f x f x 3x Cho 18 D 3 f x f x dx x x C mà f C Do f x x x Vậy f x 1 dx 0 f x dx 1 x 1 x 1 dx f x Câu 35: Cho hàm số x f x dx có đạo hàm liên tục 0;1 thỏa mãn f 1 , f x dx Tích phân A f x dx C B D Lời giải Chọn A 1 3 x3 x x x f x dx f x f x dx f x dx 3 0 3 0 Ta có Suy x 0 dx 63 Hơn ta dễ dàng tính 1 x x f x d x 2.21 f x d x 21 d x 0 0 0 0 f x x dx Do 7 f x x4 C C f x 7 x f 4 Suy , Vì nên Vậy 7 f x dx x 1 dx 40 Câu 36: Xét hàm số f x f 1 f 2 có đạo hàm liên tục ¡ thỏa mãn điều kiện f x f x 1 J dx x x Tính A J ln B J ln C J ln D J Lời giải Chọn D 2 f x f x 1 f x f x 2 J dx dx dx dx x x x x x x 1 1 1 Ta có 1 u du dx x x dv f x dx v f x Đặt 19 ln 2 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 ¡ \ 2;1 Câu 37: Cho hàm số f ( x ) xác định thỏa mãn f x 1 , f 3 f 0, f x x2 Giá trị biểu thức f 4 f 1 f 1 ln 20 A 1 ln B ln D C ln 80 Lời giải Chọn B Ta có: f x 1 1 x x x 1 x 1 ln x ln x C1; x ; 2 1 x 1 1 f x C ln 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 f ln ln C2 C2 ln 3 3 Với 1 f 3 f 3 C1 C3 ln 10 Với 1 1 f 4 f 1 f ln ln ln C2 C1 C3 ln 3 3 Nên Câu 38: Cho hàm số f x xác định liên tục ¡ đồng thời thỏa mãn f x 0, x ¡ x f x e f x , x ¡ f 0 Tính giá trị A f ln f ln B f ln C Lời giải Chọn B 20 f ln ln 1 f ln ln 2 D f x e f x Ta có Mà 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 f 0 f x 1 C 1 e C 1 f ln ln e 1 e 1 x Câu 39: Cho hai hàm f x g x có đạo hàm 1; 4 , thỏa mãn f 1 g 1 g x xf x f x xg x với 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 Mà 4 1 f 1 g 1 C I f x g x dx dx 8ln x 1; 2 thỏa mãn f (1) g (1) Câu 40: Cho hai hàm f ( x ) g ( x) có đạo hàm 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 I g ( x) f ( x) dx x 1 x Tính tích phân A I B I C Lời giải Chọn A 21 I D I x 1 ( x 1) g ( x) x f ( x ) 2017 , x 1; 2 x g ( x) f ( x) 2018 x Từ giả thiết ta có: x Suy ra: 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 2 x 1 x I g ( x) f ( x) dx ( x 1) dx x 1 x Mà f (1) g (1) C 1 x x x f ( x) x x Câu 41: Cho hàm số Tính tích phân 21 A 13 B f 3sin x 1 sin xdx 20 C D Lời giải: Chọn A Xét I f 3sin x 1 sin xdx 3sin x t 3sin xdx dt sin xdx dt Đặt Với x t 1 x t2 I 1 1 f t dt f x dx f ( x)dx f ( x)dx 1 1 1 31 1 21 x x dx x dx 1 31 2 x x f ( x) x x Câu 42: Cho hàm số Tính tích phân A 231 97 B 13 f x dx 16 C Lời giải: Chọn B 13 Xét Đặt I f x dx x t x t x (t 2) dx 2(t 2)dt 22 113 D Với x t x 13 t 2 2 0 I (t 2) f t dt ( x 2) f x dx 2 ( x 2) f x dx ( x 2) f x dx ( x 2) x 2dx (2 x 1)( x 2)dx 97 2 x x f ( x) 4 x x Tính tích phân Câu 43: Cho hàm số A B f cos x sin xdx 21 C D 12 Lời giải: Chọn A I f 4cos x sin xdx Xét cos x t sin xdx dt Đặt x t 1 Với x t 3 3 1 1 I f t dt f x dx f ( x )dx f ( x )dx 41 41 41 42 1 x dx x dx 31 32 x x x f ( x) x 3 x Câu 44: Cho hàm số Tính tích phân 16 A 11 C B 17 Lời giải: Chọn C e4 Xét I f ln x 1x dx ln x t ln x t dx 2tdt x Đặt Với x t x e4 t 23 e4 f ln x 1x dx D 11 2 0 I t f t dt x f x dx x f ( x)dx x f ( x)dx x x x 1 dx x x dx 11 2 x x f ( x) x x 5 x x Câu 45: Cho hàm số Tính tích phân 201 A 77 34 B 103 f tan x cos 155 C x dx 109 D 21 Lời giải: Chọn D I Với f tan x cos Xét Đặt x dx tan x t 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 x 1 109 x 1 dx x 1 dx x dx 5 70 72 21 x2 x f ( x) x Câu 46: Cho hàm số A x x Khi B 2 0 I cos xf sin x dx f x dx C Lời giải: Chọn D Ta có: 2 0 I cos xf sin x dx f x dx I1 I x t x t 1 Đặt t sin x dt cos xdx Đổi cận I1 2 f t dt 1 f t dt f x dx 1 24 10 D x2 x f ( x) x Do 1 x x I1 xdx x x dx t x dt 2dx dx dt Đổi cận Đặt I2 x t x t 1 f t dt f x dx 1 1 x x x f ( x) x x Do 0 I xdx x x dx 1 Vậy 10 I I1 I x x Tính tích phân 4 x f ( x) 2 x 12 Câu 47: Cho hàm số I x f x2 x 1 dx ln3 e f e x dx 2x ln A 84 B 83 C 48 D 84 Lời giải: Chọn A I Ta có: x f x2 x 1 dx ln e ln 2x f e2 x dx I1 I x t 2 x 3t 2 t x t x tdt xdx xdx tdt Đặt Đổi cận 2 1 I1 f t dt f t dt f x dx 4 x f ( x) 2 x 12 Do x x 2 I1 2 x 12 dx t e x dt 2e x dx e x dx dt Đổi cận Đặt 10 10 1 I f t dt f x dx 25 25 25 x ln t x ln t 10 x x 4 x f ( x) 2 x 12 Do 10 I x 75 25 Vậy I I1 I 84 2 x x f ( x) 3 x x x Câu 48: Cho hàm số I Biết f tan x dx cos x e 1 x f ln x 1 x 1 a với b phân số tối giản Giá trị tổng a b A 69 C 67 B 68 D 66 Lời giải: Chọn A I f tan x dx cos x e 1 x f ln x 1 x2 dx I I x t x t t tan x dt dx cos x Đổi cận Đặt I1 3 1 f t dt f x dx x t 2x x 1 x e 1 t t ln x dt dx dx dt x 1 x 1 Đổi cận Đặt I2 2 1 f t dt f x dx 20 20 2 x3 x f ( x) 3x Do x x I I1 I 2x x dx 53 3x dx a 53, b 16 20 16 Vậy a b 69 26 dx a b 1 x2 f ( x) x Câu 49: Cho hàm số x