1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

Bài tập toán cao cấp tập 3 part 2 pdf

33 260 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 33
Dung lượng 248,05 KB

Nội dung

´ ’ ıch o a a a 10.2 C´c l´.p h`m kha t´ l´.p c´c h`m so cˆp a o a a a o Phu.o.ng ph´p II Thay x = v`o (10.7) ta c´ = A · ⇒ A = ´ Tiˆp theo, thay x = −1 v`o (10.7) ta thu du.o.c: −1 = −B2 · hay e a ’ ´ l` B2 = Dˆ t`m B1 ta thˆ gi´ tri x = v`o (10.7) v` thu du.o.c a e ı e a a a = A − B1 − B2 hay l` B1 = A − B2 = − a Do d´ o dx dx dx − + I= x−1 x+1 (x + 1)2 x−1 1 + ln + C =− 2(x + 1) x+1 3x + dx x(1 + x2)2 ’ ’ ´ ’ o a ı a a o a a Giai Khai triˆn h`m du.´.i dˆu t´ch phˆn th`nh tˆng c´c phˆn e a ’ th´.c co ban u 3x + A Bx + C Dx + F = + + )2 x(1 + x x 1+x (1 + x2 )2 T` d´ u o V´ du T´ I = ı ınh 3x + ≡ (A + B)x4 + Cx3 + (2A + B + D)x2 + (C + F )x + A a ’ Cˆn b˘ng c´c hˆ sˆ cua c´c l˜y th`.a c`ng bˆc cua x ta thu du.o.c a ` a a e o ’ a u u u ´   A+B =0     C =0   2A + B + D = ⇒ A = 1, B = −1, C = 0, D = −1, F =    C +F =3     A = ` T` d´ suy r˘ng u o a xdx dx − − x + x2 = ln |x| − ln(1 + x2 ) − = ln |x| − ln(1 + x2 ) + I= xdx dx +3 (1 + x2)2 (1 + x2)2 dx (1 + x2 )−2 d(1 + x2) + (1 + x2 )2 + 3I2 2(1 + x2 ) 33 ´ ıch a a Chu.o.ng 10 T´ phˆn bˆt dinh 34 dx ` ` o b˘ng cˆng th´.c truy hˆi thu du.o.c a o u (1 + x2 )2 Ta t´ I2 = ınh 10.1 Ta c´ o x 1 x · + + I1 = 2) 1+x 2(1 + x x + arctgx + C = 2) 2(1 + x I2 = dx + x2 ´ Cuˆi c`ng ta thu du.o.c o u 3x + + arctgx + C I = ln |x| − ln(1 + x2 ) + 2(1 + x2) ` ˆ BAI TAP T´ c´c t´ phˆn (1-12) ınh a ıch a xdx (x + 1)(x + 2)(x − 3) (DS 2x4 + 5x2 − dx 2x3 − x − DS x2 + ln |x − 1| + ln(2x2 + 2x + 1) + arctg(2x + 1)) 2x3 + x2 + 5x + dx (x2 + 3)(x2 − x + 1) DS ln |x + 1| − ln |x + 2| + |x − 3|) 20 x 2x − 1 √ arctg √ + ln(x2 − x + 1) + √ arctg √ ) 3 3 x4 + x2 + dx x(x − 2)(x + 2) (DS 21 21 x2 − ln |x| + ln |x − 2| + ln |x + 2|) 8 ´ ’ ıch o a a a 10.2 C´c l´.p h`m kha t´ l´.p c´c h`m so cˆp a o a dx x(x − 1)(x2 − x + 1)2 (DS 10 2x − 1 2x − − √ arctg √ ) − x2 − x + 3 x−1 x ln x4 − x2 + dx (x2 − 1)(x2 + 4)(x2 − 2) (DS √ x−1 x x− √ ) ln + arctg + √ ln − 10 x+1 20 x+ 3x2 + 5x + 12 dx (x2 + 3)(x2 + 1) √ x 5 arctg √ + ln(x2 + 1) + arctgx) − ln(x + 3) − 2 (DS (x4 + 1)dx x5 + x4 − x3 − x2 (DS ln |x| + x3 + x + dx x4 − (DS 10 1 ln |x − 1| + ln |x + 1| − arctgx) 4 x4 dx − x4 (DS 11 1 1 + ln |x − 1| − ln |x + 1| + ) x 2 x+1 (x2 − x + ln x+1 + arctgx) x−1 3x + dx + 2x + 2)2 (DS 2x − + arctg(x + 1)) + 2x + 2) 2(x2 35 ´ ıch a a Chu.o.ng 10 T´ phˆn bˆt dinh 36 12 x4 − 2x2 + dx (x2 − 2x + 2)2 (DS x + 13 x2 + 2x + dx (x − 2)(x2 + 1)3 (DS 14 3−x + ln(x2 − 2x + 2) + arctg(x − 1)) x2 − 2x + 11 3 1−x ln |x2 − 2| − ln |x2 + 1| + − arctgx) 10 x +1 x2 dx (x + 2)2 (x + 1) (DS 15 x2 + dx (x − 1)3 (x + 3) (DS 16 x5 − x−1 + ln ) − 4(x − 1) 8(x − 1) 32 x+3 dx − x2 (DS 17 + ln |x + 1|) x+2 (x − 1)2 2x + 1 + ln + √ arctg √ ) x x +x+1 3 3x2 + dx x3 + 4x2 + 4x (DS ln |x| + ln |x + 2| + 18 10 ) x+2 2x5 + 6x3 + dx x4 + 3x2 (DS x2 − x − √ arctg √ ) 3x 3 ´ ’ ıch o a a a 10.2 C´c l´.p h`m kha t´ l´.p c´c h`m so cˆp a o a 19 x3 + 4x2 − 2x + dx x4 + x (DS 20 37 ln 2x − |x|(x2 − x + 1) + √ arctg √ ) (x + 1) 3 x3 − dx x4 + 10x2 + 25 (DS x 25 − 3x ln(x2 + 5) + − √ arctg √ ) + 5) 10(x 10 5 ’ ˜ Chı dˆ n x4 + 10x2 + 25 = (x2 + 5)2 a 10.2.2 ´ ’ T´ phˆn mˆt sˆ h`m vˆ ty do.n gian ıch a o o a o ’ ’ o a o e ı a Mˆt sˆ t´ phˆn h`m vˆ ty thu.`.ng g˘p c´ thˆ t´nh du.o.c b˘ng phu.o.ng o o ıch a a o ’ ` ´ u ty h´a h`m du.´.i dˆu t´ch phˆn Nˆi dung cua phu.o.ng ph´p ´ ’ ph´p h˜ ’ o a a u o a ı a o a a t´ch phˆn d˜ cho cua h`m vˆ ty vˆ ´ ’ ’ a n`y l` t` mˆt ph´p biˆn dˆi du ı a a ım o e e o a a o ’ ` e ’ ´ e a ınh a u e o t´ phˆn h`m h˜.u ty Trong tiˆt n`y ta tr` b`y nh˜.ng ph´p dˆi ıch a a u ’ ´ ´ ’ o o o biˆn cho ph´p h˜.u ty h´a dˆi v´.i mˆt sˆ l´.p h`m vˆ ty quan e e u o o o a o ’ ´ ´.c k´ hiˆu R(x1 , x2, ) hay r(x1 , x2, ) l` h`m h˜.u ´ nhˆt Ta quy u o y e a a a u ˜ ´ ´ ’ o o ty dˆi v´.i mˆ i biˆn x1, x2 , , xn o e ´ I T´ phˆn c´c h`m vˆ ty phˆn tuyˆn t´ ıch a a a o ’ a e ınh T´ phˆn dang ıch a R x, ax + b cx + d p1 , , ax + b cx + d pn dx (10.8) d´ n ∈ N; p1 , , pn ∈ Q; a, b, c ∈ R; ad − bc = du.o.c h˜.u ty o u ’ ’ ´ h´a nh` ph´p dˆi biˆn o o e o e ax + b = tm cx + d ´ ’ a ’ a o u ’ o dˆy m l` mˆ u sˆ chung cua c´c sˆ h˜.u ty p1 , , pn a ˜ o a ´ II T´ phˆn dang ıch a R(x, √ ax2 + bx + c)dx, a = 0, b2 − 4ac = (10.9) 38 ´ ıch a a Chu.o.ng 10 T´ phˆn bˆt dinh ’ ´ o e e c´ thˆ h˜.u ty h´a nh` ph´p thˆ Euler: o e u ’ o √ √ ´ e (i) ax2 + bx + c = ± ax ± t, nˆu a > 0; √ √ ´ e (ii) ax2 + bx + c = ±xt ± c, nˆu c > 0; √ (iii) ax2 + bx + c = ±(x − x1 )t √ ax2 + bx + c = ±(x − x2 )t ’ d´ x1 v` x2 l` c´c nghiˆm thu.c kh´c cua tam th´.c bˆc hai a u a o a a a e c´c vˆ phai cua d˘ng th´.c c´ thˆ lˆy theo tˆ ’ ’ ´ ’ ´ ’ ’ a ´ ax + nbx + c (Dˆu o a e o a ’ u o e a ho.p t`y y) u ´ III T´ phˆn cua vi phˆn nhi th´.c D´ l` nh˜.ng t´ phˆn dang ıch a ’ a ıch a o a u u xm (axn + b)pdx (10.10) ’ d´ a, b ∈ R, m, n, p ∈ Q v` a = 0, b = 0, n = 0, p = 0; biˆu th´.c o a e u m n p o.c goi l` vi phˆn nhi th´.c x (zx + b) du a a u T´ phˆn vi phˆn nhi th´.c (10.10) du.a du.o.c vˆ t´ch phˆn h`m ıch a a e a a u ` ı u ty ba tru.`.ng ho.p sau dˆy: h˜ ’ u o a ´ 1) p l` sˆ nguyˆn, a o e m+1 ´ l` sˆ nguyˆn, a o e 2) n m+1 ´ 3) + p l` sˆ nguyˆn a o e n - ’ ˜ Dinh l´ (Trebu.s´p) T´ phˆn vi phˆn nhi th´.c (10.10) biˆu diˆn y e ıch a a e e u ´ du.o.c du.´.i dang h˜.u han nh` c´c h`m so cˆp (t´.c l` du.a du.o.c vˆ o u o a a a u a e ` u ty hay h˜.u ty h´a du.o.c) v` chı ´ nhˆt mˆt ´ u ’ o a ’ ıt a o t´ch phˆn h`m h˜ ’ ı a a u m+1 m+1 ´ ´ , + p l` sˆ nguyˆn a o e ba sˆ p, o n n ´ ´ 1) Nˆu p l` sˆ nguyˆn th` ph´p h˜.u ty h´a s˜ l` e a o e ı e u ’ o e a x = tN ’ a a d´ N l` mˆ u sˆ chung cua c´c phˆn th´.c m v` n o a ˜ o a ´ a u m+1 ´ ´ l` sˆ nguyˆn th` d˘t a o e ı a 2) Nˆu e n axn + b = tM ´ ’ ıch o a a a 10.2 C´c l´.p h`m kha t´ l´.p c´c h`m so cˆp a o a 39 d´ M l` mˆ u sˆ cua p o a ˜ o ’ a ´ m+1 ´ ´ + p l` sˆ nguyˆn th` d˘t a o e ı a 3) Nˆu e n a + bx−n = tM d´ M l` mˆ u sˆ cua p o a ˜ o ’ a ´ ´ CAC V´ DU I V´ du T´ ı ınh √ √ x + x2 + x √ dx , x(1 + x) 1) I1 = 2) I2 = dx (2 + x)(2 − x)5 · ’ Giai 1) T´ phˆn d˜ cho c´ dang I, d´ p1 = 1, p2 = , ıch a a o o ˜ ´ ’ a o p3 = Mˆ u sˆ chung cua p1 , p2 , p3 l` m = Do d´ ta d˘t x = t6 a o a Khi d´: o I=6 =6 t + t3 + t + t4 + t t dt = dt t6(1 + t2) + t2 √ 3√ dt = x + 6arctg x + C t3dt + 1+t ` ´ ’ ´ 2) B˘ng ph´p biˆn dˆi so cˆp ta c´ a e e o a o I2 = − x dx · + x (2 − x)2 D´ l` t´ phˆn dang I Ta d˘t o a ıch a a 2−x = t3 2+x v` thu du.o.c a x=2 − t3 , + t3 dx = −12 t2dt · (1 + t3)2 ´ ıch a a Chu.o.ng 10 T´ phˆn bˆt dinh 40 T` d´ u o I2 = −12 t3 (t3 + 1)2 dt =− (t3 + 1)2 16t dt = t 2+x 2−x + C V´ du T´ c´c t´ phˆn ı ınh a ıch a 1) I1 = 3) I3 = dx √ , 2) I2 = x x2 + x + dx √ ,· (x + 1) + x − x2 dx , (x − 2) −x2 + 4x − √ ’ ’ Giai 1) T´ phˆn I1 l` t´ch phˆn dang II v` a = > nˆn ta su ıch a a ı a a e ´ dung ph´p thˆ Euler (i) e e √ x2 + x + = x + t, x2 + x + = x2 + 2tx + t2 √ t2 − −t2 + t − , x= x2 + x + = x + t = − 2t − 2t 2(−t + t − 1) dx = dt (1 − 2t)2 T` d´ u o √ 1−t + x − x2 + x + dt √ = ln + C = ln + C I1 = t2 − 1+t − x + x2 + x + ´ 2) Dˆi v´.i t´ phˆn I2 (dang II) ta c´ o o ıch a o −x2 + 4x − = −(x − 1)(x − 3) ´ ’ e e o v` d´ ta su dung ph´p thˆ Euler (iii): a √ −x2 + 4x − = t(x − 1) o Khi d´ −(x − 1)(x − 3) = t2(x − 1)2 , −(x − 3) = t2 (x − 1), t= 3−x , x−1 √ t2 + 2t , −x2 + 4x − = t(x − 1) = 2+1 t t +1 −4tdt dx = (t + 1)2 x= ´ ’ ıch o a a a 10.2 C´c l´.p h`m kha t´ l´.p c´c h`m so cˆp a o a v` thu du.o.c a √ √ 1−t x−1− 3−x dt √ I2 = = ln + C = ln √ + C t2 − 1+t x−1+ 3−x ´ ’ 3) Dˆi v´.i t´ phˆn I3 (dang III) ta c´ C = > Ta su dung o o ıch a o ´ ph´p thˆ Euler (ii) v` e e a √ + x − x2 = tx − 1, + x − x2 = t2x2 − 2tx + 1, √ 2t + t2 + t − , , x= + x − x2 = tx − = t +√ t2 + −2(t2 + t − 1) + + x − x2 , dx = t= · x (t2 + 1)2 o Do d´ d(t + 1) dt = −2 = −2arctg(t + 1) + C t2 + 2t + + (t + 1)2 √ + x + + x − x2 + C = −2arctg x V´ du T´ c´c t´ phˆn ı ınh a ıch a √ √ x √ dx, x 0; 2) I2 = dx; x 1−√ 1) I1 = (1 + x) x3 I3 = −2 3) I3 = dx x2 (1 + x3)5 · ’ Giai 1) Ta c´ o I1 = 1 x2 + x3 −2 dx, 1 ˜ o ` ’ , n = , p = −2, mˆ u sˆ chung cua m v` n b˘ng a ´ a a ’ ´ ´ V` p = −2 l` sˆ nguyˆn, ta ´p dung ph´p dˆi biˆn x = t6 v` thu du.o.c ı a o e a e o e a o d´ m = I1 = t8 dt = (1 + t2)2 = t5 − 4t3 + 18t − 18 4t2 + dt (1 + t2)2 t2 dt (1 + t2 )2 t4 − 2t2 + − dt −6 + t2 41 ´ ıch a a Chu.o.ng 10 T´ phˆn bˆt dinh 42 V` ı t2 dt =− )2 (1 + t td 1 + t2 =− t + arctgt 2) 2(1 + t ´ nˆn cuˆi c`ng ta thu du.o.c e o u 3x1/6 − 21arctgx1/6 + C I1 = x5/6 − 4x1/2 + 18x1/6 + + x1/3 ´ o 2) Ta viˆt I2 du.´.i dang e I2 = x − x− dx m+1 ’ a ´ a = −1 l` sˆ nguyˆn v` ta a o e a O dˆy m = , n = − , p = v` 2 n ’ ´ ’ c´ tru.`.ng ho.p th´ hai Ta su dung ph´p dˆi biˆn o o u e o e 1 − √ = t4 x3 Khi d´ x = (1 − t4)− , dx = (1 − t4)− t3dt v` vˆy o a a 2 t4 t td = dt = − )2 (1 − t 1−t − t4 2t 1 − dt = + 4) 3(1 − t 1−t + t2 1+t 2t − ln − arctgt + C, = 3(1 − t4 ) 1−t I2 = dt − t2 1/4 o d´ t = − x−3/2 ´.i dang ´ 3) Ta viˆt I3 du o e I3 = x−2 (1 + x3 )− dx m+1 ’ a ´ a + p = −2 l` sˆ nguyˆn a o e O dˆy m = −2, n = 3, p = − v` n ’ ´ Do vˆy ta c´ tru.`.ng ho.p th´ ba Ta thu.c hiˆn ph´p dˆi biˆn a o o u e e o e + x−3 = t3 ⇒ + x3 = t3x3 ´ ’ ıch o a a a 10.2 C´c l´.p h`m kha t´ l´.p c´c h`m so cˆp a o a V´ du T´ ı ınh J= sin x + cos x dx sin2 x cos x + cos3 x ´ ´ ’ Giai H`m du.´.i dˆu t´ phˆn c´ t´ chˆt l` a o a ıch a o ınh a a R(− sin x, − cos x) = R(sin x, cos x) π π ’ ´ ´ ’ ’ o Do d´ ta su dung ph´p dˆi biˆn t = tgx, x ∈ − , Chia tu sˆ e o e o 2 ˜ ´ ’ ´ o a ıch a v` mˆ u sˆ cua biˆu th´.c du.´.i dˆu t´ phˆn cho cos3 x ta c´ a a o ’ e u o 2t + 2tgx + d(tgx) = dt tg x + t2 + t = ln(t2 + 9) + arctg +C tgx + C = ln(tg2 x + 9) + arctg J= V´ du T´ ı ınh J= dx sin x + cos6 x ’ ´ Giai Ap dung cˆng th´.c o u cos2 x = (1 + cos 2x), sin2 x = (1 − sin 2x) ta thu du.o.c cos6 x + sin6 x = (1 + cos2 2x) D˘t t = tg2x, ta t` du.o.c a ım dt 4dx =2 2x 2+4 + cos t tg2x t + C = arctg + C = arctg 2 J= 51 ´ ıch a a Chu.o.ng 10 T´ phˆn bˆt dinh 52 V´ du T´ ı ınh J= sin x cos xdx ’ a Giai D˘t z = sin2 x ta thu du.o.c J= z 1/4(1 − z)− dx o a ıch a ’ a D´ l` t´ phˆn cua vi phˆn nhi th´.c v` u a +1 m+1 +p = − = n ’ ´ Do vˆy ta thu.c hiˆn ph´p dˆi biˆn a e e o e − = t4, z − dz = 4t3 dt, z2 z2 = (t4 + 1)2 v` d´ a o J = −2 t2 dt (t4 + 1)2 a D˘t t = ta thu du.o.c y J=2 y4 dy (1 + y 4)2 ` ` e e ıch a u a a a Thu.c hiˆn ph´p t´ phˆn t`.ng phˆn b˘ng c´ch d˘t a u = y, dv = y3 dy ⇒ du = dy, (1 + y 4)2 v=− ta thu du.o.c y + 4) 4(1 + y y + J1 =− 4) 2(1 + y J=2 − dy + y4 4(1 + y 2) ´ ’ ıch o a a a 10.2 C´c l´.p h`m kha t´ l´.p c´c h`m so cˆp a o a ’ ’ ’ ˜ ´ ´ ’ o ’ e u o a ı a Dˆ t´ J1 ta biˆu diˆn tu sˆ cua biˆu th´.c du.´.i dˆu t´ch phˆn e ınh e e sau: nhu 1= (y + 1) − (y − 1) o v` d´ a y2 + y2 − dy − dy y4 + y4 + 1 1 + dy − dy 1 y y = − 1 2 y2 + y2 + y y 1 d y+ d y+ 1 y y = − 2 2 y− y+ +2 −2 y y 1 √ y− y+ − 1 y y + C = √ arctg √ − √ ln √ 2 yb + + y J1 = ´ Cuˆi c`ng ta thu du.o.c o u √ y+ − y− y y +C + √ arctg √ − √ ln J=− 4) √ 2(1 + y 2 y+ + y d´ o y= , t t= −1, z z = sin2 x ` ˆ BAI TAP ’ a o u a T´ c´c t´ phˆn b˘ng c´ch su dung c´c cˆng th´.c lu.o.ng gi´c ınh a ıch a ` a a ’ ´ ’ ´ dˆ biˆn dˆi h`m du.´.i dˆu t´ phˆn o a ıch a e e o a 53 ´ ıch a a Chu.o.ng 10 T´ phˆn bˆt dinh 54 sin xdx cos3 x ) (DS − cos x + cos4 xdx (DS 3x sin 2x sin 4x + + ) 32 sin5 xdx (DS cos5 x cos3 x − − cos x) cos7 xdx (DS sin x − sin3 x + cos2 x sin2 xdx sin3 x cos2 xdx (DS cos5 x cos3 x − ) cos3 x sin5 xdx (DS sin6 x sin8 x − ) 8 dx sin 2x 3 sin5 x sin7 x − ) x sin 4x ) (DS − 32 (DS ln |tgx|) dx π x + ) (DS ln tg x cos x π x sin x + cos x dx (DS ln tg + ln tg + 10 sin 2x 2 11 tg5 x tg3 x sin2 x dx (DS + ) cos6 x ’ ˜ Chı dˆ n D˘t t = tgx a a (DS − (cos 4x + cos 2x)) 12 sin 3x cos xdx 13 sin 14 cos3 x dx sin2 x (DS − 15 sin3 x dx cos2 x (DS 2x x cos dx 3 (DS x cos − cos x) − sin x) sin x + cos x) cos x ) ´ ’ ıch o a a a 10.2 C´c l´.p h`m kha t´ l´.p c´c h`m so cˆp a o a 16 cos3 x dx sin5 x cotg4x ) (DS − 17 sin5 x dx cos3 x (DS 18 tg5 xdx (DS cos2 x + ln | cos x| − ) cos2 x tg4x tg2 x − − ln | cos x|) ’ ´ Trong c´c b`i to´n sau dˆy h˜y ´p dung ph´p dˆi biˆn a a a a a a e o e 2t x − t2 2dt t = tg , sin x = , cos x = , x = 2arctgt, dx = 2 1+t 1+t + t2 x + tg (DS ln x ) − tg x π (DS √ ln tg + 19 dx + cos x 20 dx sin x + cos x 21 sin x + cos x dx sin x + cos x (DS 22 23 ) (12x − ln |2tgx + 3| − ln | cos x|) 13 x dx (DS ln + tg ) + sin x + cos x dx (2 − sin x)(3 − sin x) (DS x x 2tg − 3tg − 1 2 √ arctg √ √ − √ arctg ) 3 2 T´ c´c t´ phˆn dang ınh a ıch a sinm x cosn xdx, 24 sin3 x cos5 xdx (DS m, n ∈ N cos x − cos6 x) 55 ´ ıch a a Chu.o.ng 10 T´ phˆn bˆt dinh 56 25 sin2 x cos4 xdx 26 1 x − sin 4x + sin2 2x ) 16 sin4 x cos6 xdx (DS (DS 1 sin 8x − sin 4x + sin5 2x + x) 211 · 26 sin 4x sin2 2x x − − ) 16 64 48 (DS sin5 x − sin7 x + sin9 x) 28 sin4 x cos5 xdx 1 (DS sin7 x − sin9 x) 29 sin6 x cos3 xdx T´ c´c t´ phˆn dang ınh a ıch a 27 sin4 x cos2 xdx (DS sinα x cosβ xdx, α, β ∈ Q √ 3 sin3 x √ dx (DS cos x cos2 x + √ ) 30 cos x cos x cos x ˜ ’ a Chı dˆ n D˘t t = cos x a 31 32 33 34 35 √ dx sin11 x cos x ’ ˜ a Chı dˆ n D˘t t = tgx a (DS − 3(1 + 4tg2 x) 8tg2x · tg2 x ) √ sin3 x √ dx (DS 3 cos x cos2 x − ) 2x cos √ 3 11 cos x) cos2 x sin3 xdx (DS − cos5/3 x + 11 √ dx √ (DS 4 tgx) 5x sin x cos 5 sin3 x 14 √ dx (DS cos x − cos x) cos x 14 Chu.o.ng 11 T´ phˆn x´c dinh Riemann ıch a a ’ ıch 11.1 H`m kha t´ Riemann v` t´ phˆn x´c a a ıch a a dinh 58 - 11.1.1 Dinh ngh˜ 58 ıa ’ - ` ’ ıch 11.1.2 Diˆu kiˆn dˆ h`m kha t´ 59 e e e a ´ ’ ’ ıch a a 11.1.3 C´c t´ chˆt co ban cua t´ phˆn x´c dinh 59 a ınh a a ınh t´ phˆn x´c d inh 61 ıch a a 11.2 Phu.o.ng ph´p t´ ’ ıch a a 11.3 Mˆt sˆ u.ng dung cua t´ phˆn x´c d inh 78 o o´ ´ ’ ’ ’ 11.3.1 Diˆn t´ h` ph˘ng v` thˆ t´ vˆt thˆ 78 e ıch ınh a a e ıch a e a e ıch a o 11.3.2 T´ dˆ d`i cung v` diˆn t´ m˘t tr`n xoay 89 ınh o a 11.4 T´ phˆn suy rˆng 98 ıch a o 11.4.1 T´ phˆn suy rˆng cˆn vˆ han 98 ıch a o a o ’ a 11.4.2 T´ phˆn suy rˆng cua h`m khˆng bi ch˘n 107 ıch a o o a ıch a a Chu.o.ng 11 T´ phˆn x´c dinh Riemann 58 11.1 ’ ıch H`m kha t´ Riemann v` t´ phˆn a a ıch a x´c dinh a 11.1.1 - Dinh ngh˜ ıa ’ ’ a a u Gia su h`m f(x) x´c dinh v` bi ch˘n trˆn doa n [a, b] Tˆp ho.p h˜.u a a e a n ’ han diˆm xk k=0 : e a = x0 < x1 < x2 < · · · < xn−1 < xn = b a a du.o.c goi l` ph´p phˆn hoach doan [a, b] v` du.o.c k´ hiˆu l` T [a, b] hay a e y e a n gian l` T ’ a - ’ ’ Dinh ngh˜ 11.1.1 Gia su [a, b] ⊂ R, T [a, b] = {a = x0 < x1 < ıa ˜ · · · < xn = b} l` ph´p phˆn hoach doan [a, b] Trˆn mˆ i doan [xj−1 , xj ], a e a e o ’m ξj v` lˆp tˆng ’ j = 1, , n ta chon mˆt c´ch t`y y diˆ o a u ´ e a a o n S(f, T, ξ) = f (ξj )∆xj , ∆xj = xj − xj−1 j=1 ’ ’ a goi l` tˆng t´ phˆn (Riemann) cua h`m f (x) theo doan [a, b] tu.o.ng ıch a a o ng v´.i ph´p phˆn hoach T v` c´ch chon diˆm ξj , j = 1, n Nˆu gi´.i ’ ´ u ´ o e a a a e e o han n lim S(f, T, ξ) = lim d(T )→0 d(T )→0 f (ξj )∆xj (11.1) j=1 ` o o a e a a a tˆn tai h˜.u han khˆng phu thuˆc v`o ph´p phˆn hoach T v` c´ch o u ’ chon c´c diˆm ξj , j = 1, n th` gi´.i han d´ du.o.c goi l` t´ch phˆn x´c a a e ı o o a a ı ’ a dinh cua h`m f(x) ’ ı Tˆp ho.p moi h`m kha t´ch Riemann trˆn doa n [a, b] du.o.c k´ hiˆu a e a y e l` R[a, b] a ’ ıch 11.1 H`m kha t´ Riemann v` t´ch phˆn x´c dinh a a ı a a 11.1.2 59 - ` ’ ’ ıch Diˆu kiˆn dˆ h`m kha t´ e e e a - ´ Dinh l´ 11.1.1 Nˆu h`m f (x) liˆn tuc trˆn doan [a, b] th` f ∈ R[a, b] y e a e e ı ´ e ´ ’ ı ’ a ` e a y ` a Hˆ qua Moi h`m so cˆp dˆu kha t´ch trˆn doan bˆt k` n˘m tron e a p x´c dinh cua n´ ’ tˆp ho a a o - ’ ’ a a Dinh l´ 11.1.2 Gia su f : [a, b] → R l` h`m bi ch˘n v` E ⊂ [a, b] y a a p c´c diˆm gi´n doan cua n´ H`m f (x) kha t´ch Riemann ’ ’ ’ ı l` tˆp ho a a a e a o a p E c´ dˆ - khˆng, t´.c l` E trˆn doan [a, b] v` chı tˆp ho e o o a ’ a o u a ` ` e e ’ thoa m˜n diˆu kiˆn: ∀ ε > 0, tˆn tai hˆ dˆm du.o.c (hay h˜.u han) c´c a u a e e o ´ ’ khoang (ai , bi ) cho ∞ N ∞ (ai , bi ), E⊂ i=1 (bi − ) = lim i=1 N →∞ (bi − ) < ε i=1 ’ ´ ’ ’ ı Nˆu c´c diˆu kiˆn cua dinh l´ 11.1.2 (goi l` tiˆu chuˆn kha t´ch e a ` e e y a a e b ’ a ı a ’ ıch a Lo.be (Lebesgue)) du.o.c thoa m˜n th` gi´ tri cua t´ phˆn f (x)dx a ’ khˆng phu thuˆc v`o gi´ tri cua h`m f (x) tai c´c diˆm gi´n doan v` o o a a ’ a e a a a o.c bˆ sung mˆt c´ch t`y y nhu.ng phai ’ ’ ’ tai c´c diˆm d´ h`m f (x) du o o a u ´ e o a a ’ bao to`n t´ bi ch˘n cua h`m trˆn [a, b] a ınh a ’ a e 11.1.3 ´ ’ ’ C´c t´ a ınh chˆt co ban cua t´ phˆn x´c a ıch a a dinh a 1) f (x)dx = a b 2) a f(x)dx = − f(x)dx a b ´ 3) Nˆu f, g ∈ R[a, b] v` α, β ∈ R th` αf + βg ∈ R[a, b] e a ı ıch a a Chu.o.ng 11 T´ phˆn x´c dinh Riemann 60 ´ 4) Nˆu f ∈ R[a, b] th` |f(x)| ∈ R[a, b] v` e ı a b b f(x)dx |f (x)|dx, a a < b a ´ 5) Nˆu f, g ∈ R[a, b] th` f (x)g(x) ∈ R[a, b] e ı ´ 6) Nˆu fg ∈ D[a, b] v` ]c, d] ⊂ [a, b] th` f (x)g(x) ∈ R[c, d] e a ı ’ ´ o e o 7) Nˆu f ∈ R[a, c], f ∈ R[c, b] th` f ∈ R[a, b], d´ diˆm c c´ e ı ’ a ´ ’ thˆ s˘p xˆp t`y y so v´.i c´c diˆm a v` b e ´ e u ´ o a e a ´ a o o Trong c´c t´ chˆt sau dˆy ta luˆn luˆn xem a < b a ınh a b ´ 8) Nˆu f ∈ R[a, b] v` f e a th` ı f (x)dx a ´ 9) Nˆu f, g ∈ R[a, b] v` f (x) e a g(x) ∀ x ∈ [a, b] th` ı b b f (x)dx g(x)dx a a ´ 10) Nˆu f ∈ C[a, b], f(x) e 0, f (x) ≡ trˆn [a, b] th` ∃ K > e ı cho b f (x)dx K a ´ 11) Nˆu f, g ∈ R[a, b], g(x) e trˆn [a, b] e M = sup f (x), m = inf f (x) [a,b] [a,b] th` ı b m b g(x)dx a b f (x)g(x)dx ≤ M a g(x)dx a a ınh ıch a a i 11.2 Phu.o.ng ph´p t´ t´ phˆn x´c d nh 11.2 61 Phu.o.ng ph´p t´ a ınh t´ ıch phˆn x´c a a dinh ’ ıch e ’ ’ a Gia su h`m f(x) kha t´ trˆn doan [a, b] H`m a x f(x)dt, F (x) = a x b a ´ e e e du.o.c goi l` t´ phˆn v´.i cˆn trˆn biˆn thiˆn a ıch a o a - Dinh l´ 11.2.1 H`m f(x) liˆn tuc trˆn doan [a, b] l` c´ nguyˆn h`m y a e e a o e a ’ a trˆn doan d´ Mˆt c´c nguyˆn h`m cua h`m f (x) l` h`m e o o a e a a a x f (t)dt F (x) = (11.2) a ´ ´ e e e o o T´ phˆn v´.i cˆn trˆn biˆn thiˆn du.o.c x´c dinh dˆi v´.i moi h`m ıch a o a a a ’ ’ ıch e f (x) kha t´ trˆn [a, b] Tuy nhiˆn, dˆ h`m F (x) dang (11.2) l` nguyˆn e e a a e ` o e a ’ ’ e h`m cua f(x) diˆu cˆt yˆu l` f (x) phai liˆn tuc a e ´ ´ ` e e a a a ıa ’ o Sau dˆy l` dinh ngh˜ mo rˆng vˆ nguyˆn h`m - ’ Dinh ngh˜ 11.2.1 H`m F (x) du.o.c goi l` nguyˆn h`m cua h`m ıa a e a a a ´ f (x) trˆn doan [a, b] nˆu e e 1) F (x) liˆn tuc trˆn [a, b] e e ’ e e ’ 2) F (x) = f (x) tai c´c diˆm liˆn tuc cua f (x) a ’ o e a Nhˆn x´t H`m liˆn tuc trˆn doan [a, b] l` tru.`.ng ho.p riˆng cua a e a e e ng doan Do d´ dˆi v´.i h`m liˆn tuc dinh ngh˜a 11.2.1 ´ h`m liˆn tuc t` a e u e o o o a ı ` vˆ nguyˆn h`m l` tr`ng v´.i dinh ngh˜a c˜ tru.´.c dˆy v` F (x) = f (x) e e a a u o o a ı ı u o.c suy t` t´nh kha vi ’ ∀ x ∈ [a, b] v` t´ liˆn tuc cua F (x) du a ınh e ’ u ı - Dinh l´ 11.2.2 H`m f (x) liˆn tuc t`.ng doan trˆn [a, b] l` c´ nguyˆn y a e u e a o e h`m trˆn [a, b] theo ngh˜ cua dinh ngh˜ mo rˆng Mˆt c´c a e ıa ’ o a ıa ’ o ıch a a Chu.o.ng 11 T´ phˆn x´c dinh Riemann 62 nguyˆn h`m l` e a a x F (x) = f (t)dt a - ´ Dinh l´ 11.2.3 (Newton-Leibniz) Dˆi v´.i h`m liˆn tuc t`.ng doan y e u o o a c Newton-Leibniz: trˆn [a, b] ta c´ cˆng th´ e o o u b f (x)dx = F (b) − F (a) (11.3) a ’ ıa ’ o d´ F (x) l` nguyˆn h`m cua f (x) trˆn [a, b] v´.i ngh˜ mo rˆng o a e a e o - ’ ´ ’ ’ a o e Dinh l´ 11.2.4 (Phu.o.ng ph´p dˆi biˆn) Gia su.: y (i) f (x) x´c dinh v` liˆn tuc trˆn [a, b], a a e e ’ (ii) x = g(t) x´c dinh v` liˆn tuc c`ng v´.i dao h`m cua n´ trˆn a a e u o a o e doan [α, β], d´ g(α) = a, g(β) = b v` a g(t) b o a Khi d´ o β b f(x)dx = a f (g(t))g (t)dt (11.4) α - ´ ` Dinh l´ 11.2.5 (Phu.o.ng ph´p t´ch phˆn t`.ng phˆn) Nˆu f (x) v` y a ı a u a e a g(x) c´ dao h`m liˆn tuc trˆn [a, b] th` o a e e ı b b b a f(x)g (x)dx = f (x)g(x) − a f (x)g(x)dx a ´ CAC V´ DU I ` ’ a e V´ du Ch´.ng to r˘ng trˆn doan [−1, 1] h`m ı u a  1  v´.i x > 0, o   f(x) = signx = v´.i x = 0, x ∈ [−1, 1] o    −1 v´.i x < o (11.5) a ınh ıch a a i 11.2 Phu.o.ng ph´p t´ t´ phˆn x´c d nh 63 ’ o ’ ıch, a) kha t´ b) khˆng c´ nguyˆn h`m, c) c´ nguyˆn h`m mo rˆng o o e a o e a ng doan ’ ’ ıch ı o a a Giai a) H`m f (x) kha t´ v` n´ l` h`m liˆn tuc t` a e u ng minh h`m f (x) khˆng c´ nguyˆn h`m theo ngh˜ c˜ b) Ta ch´ u a o o e a ıa u Thˆt vˆy moi h`m dang a a a  −x + C F (x) = x < x + C2 x ` ` o a ´ dˆu c´ dao h`m b˘ng signx ∀ x = 0, d´ C1 v` C2 l` c´c sˆ t`y e a o a a a o u ´ ´ ´ y Tuy nhiˆn, thˆm ch´ h`m “tˆt nhˆt” sˆ c´c h`m n`y ´ e a ı a o a o a a a F (x) = |x| + C ’ ´ (nˆu C1 = C2 = C) c˜ng khˆng c´ dao h`m tai diˆm x = Do d´ e u o o a e o ng doa n) khˆng c´ dao h`m h`m signx (v` d´ moi h`m liˆn tuc t` a a o a e u o o a a diˆm gi´n doan ’ ´ ’ trˆn khoang bˆt k` ch´ e a y u e a ’ o c) Trˆn doan [−1, 1] h`m signx c´ nguyˆn h`m mo rˆng l` h`m e a a a o e a F (x) = |x| v` n´ liˆn tuc trˆn doan [−1, 1] v` F (x) = f(x) x = ı o e e a a √ a2 − x2 dx, a > V´ du T´ ı ınh π ´ ´ ´ ’ th` x chay hˆt ı e a e e Giai D˘t x = a sin t Nˆu t chay hˆt doan 0, doan [0, a] Do d´ o a √ a2 − x2 dx = π/2 π/2 + cos 2t dt a2 cos2 tdt = a2 0 π/2 a2 = π/2 a2 dt + cos 2tdt = V´ du T´ t´ phˆn ı ınh ıch a √ 2/2 1+x dx 1−x I= a2 π · ıch a a Chu.o.ng 11 T´ phˆn x´c dinh Riemann 64 ’ ’ ´ ´ a ’ e e o e Giai Ta thu.c hiˆn ph´p dˆi biˆn x = cos t Ph´p dˆi biˆn n`y e o e ’ thoa m˜n c´c diˆu kiˆn sau: a a ` e e (1) x = ϕ(t) = cos t liˆn tuc ∀ t ∈ R e √ π π ´ ´ (2) Khi t biˆn thiˆn trˆn doan e e e , th` x chay hˆt doan 0, ı e 4 √ π π = , ϕ = (3) ϕ 2 π π (4) ϕ (t) = − sin t liˆn tuc ∀ t ∈ , e ’ ´ ’ Nhu vˆy ph´p dˆi biˆn thoa m˜n dinh l´ 11.2.4 v` d´ a e o e a y a o x = cos t, ϕ π dx = − sin tdt, √ π = 0, ϕ = · Nhu vˆy a π π t cotg (− sin t)dt = I= −π (1 + cos t)dt π = t + sin t π/2 π/4 √ π · = +1− V´ du T´ t´ phˆn ı ınh ıch a √ 3/2 dx · x − x2 √ I= 1/2 ’ ´ ’ e e o e Giai Ta thu.c hiˆn ph´p dˆi biˆn x = sin t ⇒ dx = cos tdt ’ ´ v` biˆu th´.c du.´.i dˆu t´ phˆn c´ dang a e u o a ıch a o   dt ´  nˆu cos t > 0, e cos tdt sin t √ = sin t cos2 t − dt  ´ nˆu cos t < e sin t a ınh ıch a a i 11.2 Phu.o.ng ph´p t´ t´ phˆn x´c d nh ’ ’ ıch a C´c cˆn α v` β cua t´ phˆn theo t du.o.c x´c dinh bo.i a a a a = sin t ⇒ α = √ = sin t ⇒ β = π , π · 5π 2π ’ v` β1 = a ) Trong ca hai tru.`.ng ho.p o √ ´ ´ ` ´ ´ ’ Ta s˜ thˆy kˆt qua e a e biˆn x = sin t dˆu chay hˆt doan [a, b] = , e e e 2 ´ t´ phˆn l` nhu Thˆt vˆy tru.`.ng ho.p th´ nhˆt ta c´ ıch a a a a o u a o cos t > v` a ’ ´ (Ta c˜ng c´ thˆ lˆy α1 = u o e a π/3 π/3 t dt = ln tg sin t I= π/6 √ 2+ · = ln π/6 5π 2π Trong tru.`.ng ho.p th´ hai t ∈ , ta c´ cos t < v` o a o u 2π/3 I =− dt t = − ln tg sin t 2π/3 5π/6 √ 2+ · = ln 5π/6 V´ du T´ t´ phˆn ı ınh ıch a π/3 x sin x dx cos2 x I= ` ` ’ a ıch a u a Giai Ta t´ b˘ng phu.o.ng ph´p t´ phˆn t`.ng phˆn ınh a a D˘t u = x ⇒ du = dx, sin xdx ⇒v= · dv = 2x cos cos x 65 ... 2x + 2) 2( x2 35 ´ ıch a a Chu.o.ng 10 T´ phˆn bˆt dinh 36 12 x4 − 2x2 + dx (x2 − 2x + 2) 2 (DS x + 13 x2 + 2x + dx (x − 2) (x2 + 1 )3 (DS 14 3? ??x + ln(x2 − 2x + 2) + arctg(x − 1)) x2 − 2x + 11 3. .. a o a x 26 1+ 27 28 29 30 31 32 √ dx x2 x3(1 + 2x2)− dx dx √ x4 + x dx (1 + x3 )5 /3 x dx x6 (DS ? ?2 3 (x− + 1 )2 ) (DS − √ ) 2( x + 1 )2 u7 − u + u3 − u2 , u2 = √ u5 2u3 − + u, u= √ − x? ?2 ) dx... x? ?2 = (t3 − 1) x3 = Do vˆy a −5 /3 t3 t2 (t3 − 1)− dt = 3? ??1 t + 2t3 t? ?2 ? ?3 −t+C = C − = t dt − dt = ? ?2 2t3 + 3x =C− · 2x (1 + x3 )2 I3 = − (t3 − 1 )2 /3 − t3 dt t3 ´ ıch a a Chu.o.ng 10 T´ phˆn

Ngày đăng: 29/07/2014, 02:20

TỪ KHÓA LIÊN QUAN