Luận văn thạc sĩ HUS tích phân và ứng dụng 13

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - NGƠ THỊ SINH TÍCH PHÂN VÀ ỨNG DỤNG LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2015 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - NGƠ THỊ SINH TÍCH PHÂN VÀ ỨNG DỤNG Chuyên ngành: Phƣơng pháp toán sơ cấp Mã số: 60460113 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học PGS TS VŨ ĐỖ LONG Hà Nội – Năm 2015 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỞ ĐẦU CHƢƠNG NGUYÊN HÀM .4 1.1 Định nghĩa nguyên hàm 1.2 Các tính chất nguyên hàm 1.3 Bảng công thức nguyên hàm số hàm số 1.4 Một số phƣơng pháp tính nguyên hàm 1.4.1 Phƣơng pháp ghép vi phân thích hợp 1.4.2 Nguyên hàm hàm phân thức hữu tỉ 1.4.3 Nguyên hàm theo phần 13 1.4.4 Nguyên hàm hàm số có thức .16 1.4.5 Nguyên hàm hàm lƣợng giác .22 1.5 Bài tập tự luyện 34 CHƢƠNG TÍCH PHÂN XÁC ĐỊNH VÀ ỨNG DỤNG 35 2.1 Định nghĩa tích phân xác định 35 2.2 Điều kiện khả tích 35 2.3 Tính chất tích phân xác định 35 2.4 Công thức Newton – Leipnitz 36 2.5 Ứng dụng 36 2.5.1 Tính tích phân xác định theo Newton – Leipnitz 36 2.5.2 Tính diện tích hình phẳng 39 2.5.3 Tính thể tích khối tròn xoay 50 2.5.4 Tính độ dài đƣờng cong phẳng 55 2.6 Bài tập tự luyện 58 CHƢƠNG CÁC BÀI TOÁN KHÁC .60 3.1 Tìm giới hạn tích phân 60 3.1.1 Đặt vấn đề .60 3.1.2 Một số ví dụ minh họa 60 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3.2 Bất đẳng thức tích phân 63 3.2.1 Đánh giá theo hàm số cận tích phân .63 3.2.2 Bất đẳng thức cổ điển tích phân ứng dụng 66 3.2.3 Định lý giá trị trung bình 74 3.2.4 Ứng dụng tích phân chứng minh bất đẳng thức 76 3.2.5 Tìm cực trị phƣơng pháp tích phân 80 3.3 Tính tổng 84 3.3.1 Lý thuyết 84 3.3.2 Một số ví dụ minh họa 85 3.4 Bài tập tự luyện 88 KẾT LUẬN 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LỜI CẢM ƠN Để hồn thành khóa học, lời tơi xin trân trọng cảm ơn đến thầy cô giáo công tác khoa Toán – Cơ – Tin học trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, người giảng dạy cung cấp kiến thức khoa học quý báu suốt năm học vừa qua để tơi có tảng kiến thức thực luận văn Tiếp theo xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn PGS TS Vũ Đỗ Long, người tận tình bảo giúp đỡ tạo điều kiện nhiều mặt để tơi hồn thành luận văn Cuối xin chân thành cảm ơn Sở giáo dục đào tạo Hà Nội, ban giám hiệu trường THPT Phan Huy Chú – Đống Đa – Hà Nội tạo điều kiện tối đa để tơi có thời gian học tập tốt hồn thành khóa học Hà Nội, ngày 18 tháng 11 năm 2015 Học viên Ngô Thị Sinh LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỞ ĐẦU Toán học môn khoa học nghiên cứu số, cấu trúc, khơng gian phép biến đổi Nói cách khác, người ta cho mơn học " hình số." Tốn học tảng cho tất ngành khoa học tự nhiên khác Có thể nói khơng có tốn học, khơng có ngành khoa học Mơn Tốn chia thành nhiều phân mơn nhỏ, có phân mơn: Giải tích tốn học cịn gọi đơn giản Giải tích Giải tích ngành tốn học nghiên cứu khái niệm: giới hạn, đạo hàm, nguyên hàm, tích phân Phép tốn giải tích "phép lấy giới hạn" Phần lớn người học lúng túng gặp khó khăn học Giải tích nói chung Ngun hàm, Tích phân, tốn thực tế cần dùng đến Tích phân nói riêng Tích phân có ứng dụng số tốn tìm giới hạn, chứng minh bất đẳng thức, hay tính tổng… Bên cạnh đó, đề thi tốt nghiệp THPT, Đại học - Cao đẳng năm xuất tốn liên quan đến tích phân Với mong muốn hệ thống lại kiến thức nguyên hàm, tích phân xác định ứng dụng tơi lựa chọn đề tài “Tích phân ứng dụng” cho luận văn , cụ thể luận văn gồm chương: Chương 1: Nguyên hàm Trong chương nhắc đến khái niệm tính chất nguyên hàm, bảng nguyên hàm hàm số thường gặp số phương pháp tính nguyên hàm làm sở để tính tích phân xác định trình bày chương Chương 2: Tích phân xác định ứng dụng Ở chương nêu định nghĩa tích phân xác định, điều kiện khả tích tính chất tích phân xác định có tính chất quan trọng sử dụng cơng thức Newton – Leipnitz để tính tích phân xác định sau tìm ngun hàm Đặc biệt chương thể ứng dụng tích phân LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com việc tính diện tích hình phẳng giới hạn đường tính thể tích vật trịn xoay quay hình phẳng xung quanh trục Ox, Oy Chương 3: Các toán khác Chương đề cập đến ứng dụng tuyệt vời tích phân tốn phức tạp tìm giới hạn, tìm tổng hay chứng minh bất đẳng thức Mặc dù cố gắng tìm tịi vấn đề toán liên quan đến việc tính Tích phân ứng dụng nó, kiến thức vô tận nên luận văn không tránh khỏi hạn chế thiếu sót Rất mong nhận góp ý bảo thầy giáo để luận văn có giá trị khoa học cao Em xin chân thành cảm ơn! LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG NGUYÊN HÀM 1.1 Định nghĩa nguyên hàm a Giả sử hàm y  f  x  liên tục khoảng  a;b  Khi hàm số y  F  x  gọi nguyên hàm hàm số y  f  x  F '  x   f  x  , x   a; b  b Nếu y  F  x  nguyên hàm hàm số y  f  x  tập hợp tất nguyên hàm hàm số y  f  x  tập I  F  x   c, c  R tập ký hiệu là: I   f  x  dx  F  x   c 1.2 Các tính chất nguyên hàm a Nếu y  f  x  hàm số có ngun hàm   f  x  dx  '  f  x  ; d   f  x  dx   f  x  dx b Nếu F  x  có đạo hàm  d  F  x    F  x   c c Phép cộng Nếu f  x  g  x  có nguyên hàm  f  x  dx  g  x  dx    f  x   g  x  dx d Phép trừ Nếu f  x  g  x  có ngun hàm  f  x  dx  g  x  dx    f  x   g  x  dx e Phép nhân với hẳng số khác  kf  x  dx  k  f  x  dx, k  f Công thức đổi biến số Cho y  f  u  u  g  x  Nếu  f  x  dx  F  x   c  f  g  x  g '  x  dx   f u  du  F u   c LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 1.3 Bảng công thức nguyên hàm số hàm số  0dx  C;  dx  x  c  ax  b  dx  a  1  1   ax  b    c,   1 ax b m dx  ax b dx   1.4 a2  x2 dx dx ax  ln c x 2a a  x  sin  ax  b  dx  1 cos  ax  b   c a max b  c a ln m  tan  ax  b  dx  1 ln cos  ax  b   c a b  cot  ax  b  dx  a ln sin  ax  b   c  arcsin x  c  a  0 a 1 cot  ax  b   c a 1  sin  ax  b  dx   cos  ax  b  dx  a tan  ax  b   c  ln x  x  a  c a  x2 ax b e c a  dx a dx x  arctan  c  a   x a a  ln  ax  b  dx   x  a  ln  ax  b   x  c   cos  ax  b  dx  a sin  ax  b   c  ax  b dx  a ln ax  b  c e a Một số phƣơng pháp tính nguyên hàm 1.4.1 Phƣơng pháp ghép vi phân thích hợp a Phƣơng pháp Sử dụng biến đổi f '  x  dx  d  f  x   Ví dụ: d  ax  2bx  c  adx  d  ax  b  ;  ax  b  dx  sin x.dx  d  cos x  ; cos x.dx  d  sin x  b Một số ví dụ Ví dụ 1.1.1 ([1]) I  dx d  x  3    ln x   c 2x  2x  Ví dụ 1.1.2 ([1]) I   x  3 dx  x  3x   d  x  3x   x  3x   ln x  3x   c LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ví dụ 1.1.3 ([1]) I   sin x.cos3 xdx    cos3 xd  cos x    cos x c Ví dụ 1.1.4 ([1]) I   cos x.sin xdx   sin xd  sin x   sin x c Ví dụ 1.1.5 I    ecos x  sin x  sin x.dx   ecos x sin x.dx   sin x.dx   ecos x d  cos x     cos x 1 dx  ecos x  x  sin x  c 2 Ví dụ 1.1.6 x  d  tan  dx dx dx x 2 I       ln tan  c x x x x x sin x 2sin cos tan cos tan 2 2 Ví dụ 1.1.7 I  dx  cos x  dx   sin  x   2   dx x  x  2sin    cos    2 4 2 4   x   d  tan     dx x        ln tan     c x  x  x  2 4 tan    cos    tan    2 4 2 4 2 4 Ví dụ 1.1.8 I  dx dx tan x    tan x d tan x  tan x  c     cos x  cos x cos x  1.4.2 Nguyên hàm hàm phân thức hữu tỉ a Các định nghĩa  Phân thức hữu tỉ biểu thức dạng P  x với P  x  , Q  x  đa thức với Q  x hệ số thực  Phân thức thực phân thức hữu tỉ P  x với deg P  x   deg Q  x  Q  x LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 1 hàm lõm x  nên tiếp tuyến  y ''   x   y  x x x Ta có y '   d  M nằm đồ thị  C  Giả sử tiếp tuyến  d  cắt đường thẳng x   a, x  điểm E, F cắt đồ thị  C  điểm P, Q Khi f(x)=1/x ln 1  a   1 a  y y=-1.3611x+2.3333 dx  S  ABPQ   Sx(t)=1/2,  ABEF  y(t)=t x 2a  AB.MH  a  1  a  / a  Vậy ln 1  a   x(t)=t, y(t)=2 x(t)=6/7, y(t)=t x(t)=3/2, y(t)=t Q F 2a , a  (đpcm) a2 M O A H P E B x Ví dụ 3.2.14 ([4]) f(x)=1/x n Chứng minh rằng: ln 1  n      , n  N * x(t )=1, y(t )=t x(t )=2, y(t )=t Giải x(t )=t , y(t )=1 x(t )=3, y(t )=t x(t )=t , y(t )=1/2 x(t )=4, y(t )=t x(t )=t , y(t )=1/3 x(t )=5, y(t )=t x(t )=t , y(t )=1/4 x(t )=6, y(t )=t y x(t )=t , y(t )=1/5 x(t )=7, y(t )=t x(t )=t , y(t )=1/6 A1 B1 A2 B2 B3 A3 A(1;0) Xét hàm số y  Bn An+1 n x B(n+1;0) 1  với x  1; n  1 Gọi S   x  1, x  n  1, y  0, y   x x  77 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com n 1 Ta có: S AA B B  S  n    dx  ln  n  1 x 1     Gọi A1 1;1 , A2  2;  , , An1  n  1; ; n 1  1  1  B1  2;1 , B2  3;  , , Bn  n  1;  n  2  Gọi S * diện tích đa giác AA1B1 A2 B2 An Bn B dễ thấy S  S * n Do ln 1  n      , n  N * (đpcm) Ví dụ 3.2.15 ([4]) f(x)=ln(x) Bóng Chứng minh rằng: ab  ea1  b ln b, a, b  x(t)=4, y(t)=t x(t)=t, y(t)=3/2 Giải Xét hàm số y  ln x x   x  e y y  y y a-1 S1 a-1 S1 S2 S2 x O x O b b Gọi S1 diện tích hình phẳng giới hạn x  0, x  e y , y  0, y  a  1 a 1 S1   e dy  e y y a 1  ea 1 S diện tích hình phẳng giới hạn  x  1, x  b, y  0, y  ln x b S2   ln xdx   x ln x  x   b ln b  b b S diện tích hình chữ nhật  x  0, x  b, y  0, y  a  1 S  b  a  1 Trong hình vẽ ta có S  S1  S2  ab  b  ea 1  b ln b  b  ab  ea 1  b ln b (đpcm) Ví dụ 3.2.17 ([4]) 78 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chứng minh rằng: 2 n n     n   n  1 n   1 , n  N 3 Giải x  k , x   k  1; k  Ta có k   k 1 k xdx  k 1  kdx  k  k 1 n k 1   kdx  k n xdx Cho k lấy từ 1, 2, , n ta có: k k n n x x   xdx    xdx   k  k 1 k 1 k 1 0   k  1, n  k  x , x   k ; k  1 k 1  n 1 kdx  k  n 1 xdx  x x 2 n n     n   n  1 n   1 (đpcm) 3 Ví dụ 3.2.18 ([4]) Chứng minh rằng:  1   2 n   n   , n  N * Giải k  x , x   k ; k  1  Ta có: k 1   k n k 1  k 1 k dx  x k 1 dx Cho k lấy giá trị từ 1, 2, , n ta có: k  k n dx   x k 1 2 x n 1 2  1  , x   k ; k  1 x k k 1  k dx  k  n 1  n  1   n 1 dx   x k k 1 1    n Ví dụ 3.2.19 ([4]) Chứng minh rằng: 1       2, n  N * n 1 n Giải Ta có:  x   k  x x   k ; k  1    x  1  k  x x  k ; k  1  1  2 x   k ; k  1  2 x k  x  1 k 1  k dx  x2 k 1  k dx  k2 k 1   x  1 dx k Cho k lấy giá trị từ 2,3, , n ta có 79 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com n k 1  k 2 k n dx   x2 k 2 n k 1 1   k 2 k k 1  k n dx   k2 k 2 n dx    x2 k 2 k 1  k k 1   x  1 dx Cộng vào vế ta có k n dx    k2 k 2 n 1 k 1   x  1 dx k n 1 n  1   1   1    1   1    x 2  x 1  k 2 k  1 1         n  N * n 1 n n 3.2.5 Tìm cực trị phƣơng pháp tích phân a Cơ sở lý thuyết  Mệnh đề Cho hàm số y  f  x  liên tục, không âm đơn điệu tăng  0;c  với f 1  x  hàm ngược c  Gọi f  x  Khi a   0; c  b   f   ; f  c   a  b f  x  dx  f 1  x  dx  ab Dấu xảy  b  f  a   f  0 Hệ qủa Nếu f    ta có a b 0  f  x  dx   f  x  dx  ab 1  Mệnh đề Cho hàm số y  f  x  liên tục, không âm đơn điệu tăng  ;   ; a       Khi a   ;   , b   f   ; f     ta có b f  x  dx   f f 1  x  dx  ab   f   Dấu xảy  b  f  a    Mệnh đề + Cho hàm số y  f  x  liên tục tăng 0; b , a  0; b ta có a b 0 b  f  x  dx  a  f  x  dx 1 + Cho hàm số y  f  x  liên tục giảm 0; b , a  0; b ta có a b 0 b  f  x  dx  a  f  x  dx  2 80 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hệ + Nếu b  hàm số y  f  x  liên tục tăng 0;1 , a  0;1 ta có a  f  x  dx  a  f  x  dx + Nếu b  hàm số y  f  x  liên tục giảm 0;1 , a  0;1 ta có a  f  x  dx  a  f  x  dx  Mệnh đề Cho hai hàm số u, v liên tục tăng  0; b a b 0 Khi a  0; b ta có: u  b  v  a   u   v     udv   vdu b Một số tập minh họa Ví dụ 3.2.21 ([4]) Tìm giá trị nhỏ biểu thức f  x, y   ln x y 2  1  1 y x - xy  arc cot y  arc cot x   x  y Giải Xét hàm số g  t   arc cot t   t  y  Ta có g '  t   arc cot t  1  nên 1 t2 g  t  giảm  0; y  Sử dụng mệnh đề 3, ta có x y 0 y  arc cot t.dt  x  arc cot t.dt y x   t.dt  t.dt  x y  y  tarc cot t    x tarc cot t    0  t  1 t     1      y  x.arc cot x  ln  x  1   x  y.arc cot y  ln  y  1  2      xy  arc cot x  arc cot y    ln x y 2  1  1 1 y ln  x  1  x ln  y  1  2 y x  xy  arc cot x  arc cot y   81 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Vậy Minf  x, y   Ví dụ 3.2.22 ([4]) Cho a  0, b  thỏa mãn a  b   Tìm giá trị nhỏ T  a a   b b   ln a  a2  b  b2  Giải f  x   x  , x  0;   Dễ thấy Xét hàm số f ' x  x f  x  liên tục  0, x  0;   nên f  x  đơn điệu tăng  0;   x 1 Mặt khác f    f  x  có hàm ngược y  x  a Sử dụng mệnh đề 1, ta có:  a Mà  x  1dx  b  x  1dx  Suy ra: b x  1dx   x  1dx  ab  a a   ln a  a  2  b b   ln b  b2  2       b    2ab a b a   ln a  a   b   ln b  b   ab 2 2     a a   ln a  a   b b2   ln b   a a   b b   ln a  a2  b  b2   2ab  b  a  a    b   a  b      Vậy MinT  2ab Dấu xẩy   Ví dụ 3.2.23 ([4]) Cho  x  y   Tìm giá trị lớn  x  y  xy  ln  cos y  f  x, y   y  cos x  x Giải 82 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com t2     Xét hàm số g  t   t  tan t , t  0;  Ta có g '  t    0, t  0;  1 t  2  2   Suy g  t  liên tục tăng 0;  , sử dụng Mệnh đề 3, ta có  2 x y x y 0 0 y  g  t  dt  x  g  t  dt  y   t  tan t  dt  x   t  tan t  dt x y t2  t2   x2   y2   y   ln cos t   x   ln cos t   y   ln cos x   x   ln cos y  2 0 2 0 2  2   x2   y2   y   ln cos x   x   ln cos y   2  2   x  y  xy  ln  cos y   y  cos x  x 0    f  x, y   0, x, y  0;   2 Vậy max f  x, y   x  y  Ví dụ 3.2.24 ([4]) Cho x  Tìm giá trị nhỏ hàm số 1  f  x    x  1 ln 1  x   x   ln   x 2  Giải Xét hàm số g  t   t h  t   ln 1  t  liên tục tăng t  x t2 dt  2 t ln 1  t  dt Sử dụng Mệnh đề 4, ta có x ln   1 t 0 t2  t2 Từ đẳng thức  dt    t  ln 1  t    ln  1 t 2 0 x   1 t2 1 x2 t ln  t dt  t ln  t   t  ln  t  x ln  x   x  ln 1  x             0 2 2 0 2  x x2 Ta nhận x ln  ln   x ln 1  x    x  ln 1  x  2 83 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com x hay 1 1   1 ln 1  x   x   ln   x   ln  f  x    ln 2 2  Vậy f  x    ln x  3.3 Tính tổng 3.3.1 Lý thuyết a Cơng thức tính tổng cấp số cộng, cấp số nhân + Cho cấp số cộng  un  có số hạng đầu u1 công sai d Đặt Sn  u1  u2   un n n Khi Sn   2u1   n  1 d    u1  un  2 + Cho cấp số nhân  un  có số hạng đầu u1 cơng bội q  Đặt Sn  u1  u2   un Khi Sn  u1 1  q n  1 q b Công thức nhị thức Newton  a  b n  Cn0 a n  Cn1a n 1b  Cn2 a n 2b   Cnk a n k b k   Cnnb n n =  Cnk a n k b k k 0 Đặc biệt 1  x  n 1  x  n  Cn0  Cn1 x   Cnk x k   Cnn x n 1  Cn0  Cn1 x    1 Cnk x k    1 Cnn x n k n Một số kết - Từ 1 thay x  1; x  1; x  a; x  ta kết sau a  Cn0  Cn1   Cnk   Cnn  2n  2  Cn0  Cn1    1 Cnk    1 Cnn   3  Cn0  Cn1a   Cnk a k   Cnn a n  1  a   Cn0  k n Cn1 Ck Cn     nk   nn  1   a a a  a n n  4  5 84 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com b - Lấy hai vế 1 ta  a b  a b2  a b n 1  a n 1 n 1  b   1  a  Cn  Cn  Cn  n 1 n 1 n 1 3.3.2 n 1  6 Một số ví dụ minh họa Ví dụ 3.3.1 ([5]) Tính tổng sau: a Pn   x  3x2   nxn1 b Qn  12  22 x  32 x2   n2 x n1 Giải a Ta có với x   P dx   1  2x  3x n   Pn dx  x 1  x n  1 x   nx n1  dx  x  x  x3   x n  C C Lấy đạo hàm vế ta  x 1  x n   nx n1   n  1 x n    Pn   C '   x  1  1 x   x     Vậy Với x  Pn   x  3x   nx n1  Với x  Pn      n  nx n1   n  1 x n  1  x  n  n  1 b  Qn dx   12  22 x  32 x   n2 x n1  dx  x  x  3x3   nx n  C  xPn  C Trong +) Với x  xPn  hay  Qn dx  nx n    n  1 x n 1  x  x  1 nx n    n  1 x n 1  x  x  1 2  C Lấy đạo hàm vế ta có 85 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com n2 x n    2n2  2n  1 x n 1   n  1 x  x  Qn   x  1 +) Với x  Qn  12  22   n2  n  n  1 2n  1 Ví dụ 3.3.2 ([5]) Tính tổng sau:  1 C n 1 a S1  Cn0  Cn1  Cn2   n 2n  n  1 C n 1 b S2   Cn1  Cn2   n 2n  n c S3   Cn1  Cn2   Cnn n 1  1 C n 1 d S4  Cn1  Cn2   n n 1 n 1 e S5  Cn0  Cn1  Cn2   Cnn 3n  Giải a Xét tích phân  x 1  x  dx n Ta có  x 1  x  n n 1 1  x  dx   n 1  2n  Mặt khác  x 1  x  n   dx   Cn0 x  Cn1 x3    1 Cnn x n 1 dx n n2  x2   1 C n 1 x4 x6 n x   Cn0  Cn1  Cn2    1 Cnn   Cn0  Cn1  Cn2   n 2n  2 2n    n  1 C n  1 Vậy S1  Cn0  Cn1  Cn2   n 2n  2n  n b Xét tích phân  1  x  n dx 86 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ta tính I n   1  x  n n n 1   u  1  x  du  2nx 1  x  dx  dx Đặt  dv  dx v  x   I n   1  x  dx  x 1  x  n I n  2n  1  x  11  x  n 1 n  2n  x 1  x  n 1 dx 1 dx  -2n  1  x  dx  2n  1  x  n n 1 dx  -2nI n  2nI n1 2n 2.4.6 n  In  I n 1  I n  2n  1.3.5  2n  1 Mặt khác  1  x  n   dx   Cn0  Cn1 x    1 Cnn x n dx n n n  1 x n 1 n  1 n   x3 x5 1 Cn   Cn  Cn  Cn   Cn  Cn x  Cn  Cn     n  n   0  1 C n  2.4.6 n 1 Vậy S2   Cn1  Cn2   n 2n  1.3.5  2n  1 n c Ta có  1  x  n 1  x  dx  n 1  n 1 0 2n 1  n 1 Mặt khác 1  x   Cn0  Cn1 x  Cn2 x2   Cnn x n nên n  1  x  n dx    Cn0  Cn1 x  Cn2 x   Cnn x n  dx  x2 x3 x n 1  1   Cn0 x  Cn1  Cn2   Cnn Cnn  =1  Cn  Cn   n  n   0 Vậy S3   Cn1  Cn2   d Ta có  1  x  n 1  x  dx   n 1 n 1 2n1  Cnn  n 1 n 1  n 1 Mặt khác 1  x   Cn0  Cn1 x  Cn2 x    1 Cnn x n nên n n 87 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com  1  x  n   dx   Cn0  Cn1 x  Cn2 x    1 Cnn x n dx n n n 1 n   1 n  1 x x n  1 x   Cn x  Cn  Cn   Cn Cn  =1  Cn  Cn    n   n 1   1 C n   1+ C1  C    1 C n   1   Cn1  Cn2   n n n n n 1 n 1 n 1 n 1 n 1 n  1 C n     n 1  S4  Cn1  Cn2   n n 1 n 1 n 1 n 1 e Xét tích phân  x 1  x3  dx n Ta có  x 1  x  dx  n 1  x  n 1  n 1 2n 1  3n  1 Mặt khác  x 1  x3  dx    Cn0 x  Cn1 x5  Cn2 x8   Cnn x3n2  dx n 0  x3 x6 x9 x 3n 3  1 n   Cn0  Cn1  Cn2   Cnn   Cn  Cn  Cn   Cn n  3 n   0 Vậy S5  Cn0  Cn1  Cn2   n1 1 Cnn  3n  3n  3.4 Bài tập tự luyện x Bài Chứng minh rằng: sin t   t dt  x  2a Bài Chứng minh rằng:  a 18 Bài Chứng minh rằng:  10 x2  a2 dx  4 x  4a 8a sin x dx  1 x 10 Bài Không dùng bảng số chứng minh ln  Bài Chứng minh rằng: x  sin x, x  ; cos x   x2 , x  88 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bài Cho x  y  Tìm giá trị nhỏ hàm số: f  x, y   y  e x  e x   x  e y  e y  Bài Cho  x  y  Tìm giá trị lớn hàm số: f  x, y   y ln 3 x 3 y  x ln 3 x 3 y Bài Tìm giá trị nhỏ hàm số f  x   x arctan x  ln 1  x   x arctan ,x  2 Bài Tính tổng S  Cn0  Cn1  Cn2 22  Cn3 23   Cnn 2n n 1 (Đại học Đà Nẵng năm 2001) Bài 10 Tính tổng S  Cn0  Cn1  Cn2   Cnn theo n n 1 (Đại học Sư Phạm TP HCM năm 2000) Bài 11 Chứng minh 1 n1 22 n  C2 n  C2 n  C2 n   C2 n  , n  N * 2n 2n  (Đại học Cao đẳng, khối A, năm 2007) Bài 12 Chứng minh  1 C n  1 1 Cn  Cn  Cn   n n2  n  1 n    2    n Bài 13 Cho Sn  n 1  1   1   Tính lim Sn n  n n n Bài 14 Cho Sn  Bài 15 Cho Sn   n n 1 n  2 n n  n    n n n   n Tính lim Sn n  Tính lim Sn n  6n  n 89 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KẾT LUẬN Nội dung luận văn “ Tích phân ứng dụng” bao gồm phương pháp tính nguyên hàm, tích phân xác định số ứng dụng tích phân xác định Luận văn đạt số kết quả: Luận văn phân dạng trình bày phương pháp dạng tính nguyên hàm làm sở quan trọng cho việc tính tích phân xác định cơng thức Newton – Leipnitz Luận văn đưa số ứng dụng tích phân vào tốn thực tế giải số dạng tốn phổ thơng tìm giới hạn, tính tổng, chứng minh bất đẳng thức 90 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ giáo dục đào tạo (2008), Sách giáo khoa, sách tập giải tích lớp 12 ban ban nâng cao, Nhà xuất Giáo dục [2] Võ Văn Giai – Võ Văn Thoại (2008), Tích phân xác định ứng dụng, Nhà xuất Đại học Sư Phạm [3] Trần Phương (2009), Bài giảng trọng tâm ơn luyện mơn Tốn, Nhà xuất Đại học Quốc Gia Hà Nội [4] Trần Phương (2006), Tuyển tập chuyên đề kỹ thuật tính Tích phân, Nhà xuất Tri Thức [5] Đoàn Quỳnh (Chủ biên), Tài liệu liệu chun tốn Giải tích 12, nhà xuất giáo dục Việt Nam [6] Nguyễn Đình Trí (Chủ biên), Tạ Văn Đĩnh, Nguyễn Hồ Quỳnh (2009), Toán học cao cấp (tập hai: Phép tính giải tích biến số), Nhà xuất Giáo dục 91 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... tốn liên quan đến tích phân Với mong muốn hệ thống lại kiến thức nguyên hàm, tích phân xác định ứng dụng tơi lựa chọn đề tài ? ?Tích phân ứng dụng? ?? cho luận văn , cụ thể luận văn gồm chương: Chương... Đánh giá theo hàm số cận tích phân .63 3.2.2 Bất đẳng thức cổ điển tích phân ứng dụng 66 3.2.3 Định lý giá trị trung bình 74 3.2.4 Ứng dụng tích phân chứng minh bất đẳng thức... hàm làm sở để tính tích phân xác định trình bày chương Chương 2: Tích phân xác định ứng dụng Ở chương nêu định nghĩa tích phân xác định, điều kiện khả tích tính chất tích phân xác định có tính