Giải nhanh nguyên hàm tích phân và ứng dụng bằng máy tính Casio - Hoàng Văn Bình

44 24 0
Giải nhanh nguyên hàm tích phân và ứng dụng bằng máy tính Casio - Hoàng Văn Bình

Đang tải... (xem toàn văn)

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

Thông tin tài liệu

Trong khoảng thời gian 1 giờ kể từ khi bắt đầu chuyển động, đồ thị có một phần là đường parabol có đỉnh là I   2;9 và trục đối xứng song song với trục tung, khoảng thời gian c[r]

(1)

NGUYÊN HÀM – TÍCH PHÂN Bài NGUYÊN HÀM

I. Lý thuyết

1 Nguyên hàm  f x dx  F x C Tính chất

-  f x dx  ' f x  f x dx   f x C

- k f x dx   k f x dx   k 0

- f x   g x dx f x dx  g x dx 

3 Bảng nguyên hàm

 

kdxkx Ckconst

   1 x

x dx C

         

u dx u 11 C

        ln

dx x C

x  

 1dx lnu C

u  

x x

e dx e C

u u

e dxeC

 ln

x

x a

a dx C

a

 

u lnau

a dx C

a

 

 cosxdxsinx C

 cosudxsinu C

sinxdx cosx C

 sinudx cosu C

2

1

tan cos xdxx C

1

tan cos udxuC

2

1

cot sin xdx  x C

1

cot sin udx  uC

2 2

2

arcsin

2

a x x a x

a x dx C

a

   

 2

1

arcsin x C a a x     2 ln

dx a x

C

a x a a x

 

 

 2

1 arctan

dx x

C

axa a

2 2 2

ln

2

x a

xa dxxaxxaC

2 ln

dx

x x k C

x k

   

(2)

4 Các phương pháp tìm nguyên hàm a Phương pháp đổi biến số

Nếu  f x dx  F x Cf u x u x     ' dxF u x  C Đặt tu x dtu x dx'  Khi f t dt  F t  C F u x  C

Cách đặt biến:

Dạng 1: Đặt biến thường

 

f ax b dx

  đặt tax b

 

f x

dx x

  đặt tx  1

n

f xxdx

  đặt n

tx

sin cos

f x xdx

  đặt tsinx

cos sin

f x xdx

 đặt tcosx

tan 

f x dx

  đặt ttanx

cot 

f x dx

  đặt tcotx

 ln

f x

dx x

  đặt tlnx

 x x

f e e dx

  đặt tex

Dạng 2: Đặt lượng giác:

2

2

2

tant

cot

a x

x a

x a t

a x

a x

 

  

   

 

  

 

2

2

sin

cos

a x

x a t

x a t

a x

 

  

   

 

 

2

2

sin

cos

a

x a x

t a x

x a t

  

 

  

  

 

(3)

Cho hai hàm số uu x  vv x  liên tục có đạo hàm đoạn  a b; ta có

udvuvvdu

 

Cách làm: đặt theo quy tắc: “nhất loga – nhì đa – thức tam – lượng tứ mũ”

c Dạng nguyên hàm hữu tỉ

- Nguyên hàm dạng: dx 1ln ax b C

ax b a  

- Nguyên hàm dạng:  

2

1 2

d

ln x x

x

C

ax bx c a x x x x

 

   

 với  0

- Nguyên hàm dạng:    d

P x x G x

 Nếu Q x  tích nghiệm đơn Q x   xx1xx2  xxn ta tách  

  1 2

d n

n

P x A A A

x

G x x x x x x x

 

     

  

 

  dx

 Nếu Q x  tích nghiệm đơn nghiệm bội giả sử    1 2 3

n

Q xxx xx xx ta tách

 

   2  1  

1 3 3 3

d n n d

n n

P x A A B B B B

x x

G x x x x x x x x x x x x x

 

 

        

       

 

 

 Nếu Q x  tích nghiệm đơn một tam thức bậc hai vô nghiệm giả sử

   

1 ,

xx xx xpx q   pq ta tách    2

1

d d

P x A A Bx C

x x

G x x x x x x px q

  

    

   

 

 

d Dạng nguyên hàm vô tỉ

- Nguyên hàm dạng  2

,

R x ax đặt sin

cos

x a t

x a t

    

- Nguyên hàm dạng  2

,

R x ax đặt xatant

- Nguyên hàm dạng  2

,

R x xa đặt

cos

a x

t

- Nguyên hàm dạng R x, a x

a x

  

 

  

  đặt xacos 2t - Nguyên hàm dạng R x,n ax b

cx d

  

 

  

  đặt

n ax b

t

cx d

 

(4)

- Nguyên hàm dạng

 

1 n

R

ax bxx

   đặt

1

t

ax b

 

e Dạng nguyên hàm lượng giác

- Nguyên hàm dạng sinn cos md  , 

x x x m n

m n, chẵn dùng cơng thức hạ bậc  mlẻ đặt usinx,nlẻ đặt ucosx f Một số dạng tích phân đặc biệt

- Cho hàm số f x liên tục hàm chẵn a a;  ta có    

0

2

a a

a

f x dx f x dx

 

- Cho hàm số f x liên tục hàm lẻ a a;  ta có   a

a

f x dx

- Cho hàm số f x liên tục hàm chẵn  ;  ta có    

0

1 a

x

f x

dx f x dx a       

- Cho hàm số f x liên tục 0; 

 

 

  ta có    

2

0

sin cos

f x dx f x dx

 

 

II Sử dụng máy tính cầm tay

Bấm máy tính sau:   x X

d

DA DB

dx  

1 Tích phân hữu tỉ

 Dạng    

P x Q x

 bậc P x Q x  Ta thực hiện phép chia đa thức Áp dụng phương pháp r100

Ta giả sử Q x   xx1xx2xx3 (nhiều hay ít làm tương tự):

 

   

P x A B C

R x

Q xxxxxxxR x  biểu thức dư phép chia

Tìm                3 P x d A x x

dx x x x x

P x d

B

x x

dx x x x x

P x d

C

x x

dx x x x x

(5)

Tìm    

 1 2 3 100

P x

d A B C

R x

x

dx x x x x x x x x x x x x

 

      

     

  sử dụng cách tách 100

 Dạng     

1

ax b f x

x x x x

 

  cần tách đưa dạng

A B

xxxx

Cách Bấm:

 1 2 x X

aX b

d

X x X x

dx

 

 

 

rX  x1 A

r Xx2 B

Cách Bấm:

    1

1

aX b

X x

X x X x

 

 

r X  x1 0, 0000001A

r Xx20, 0000001B

Cách 3: Bấm

2

d ax b A

x x dx x x

d ax b B

x x dx x x

         

  

  

   

    

Cả ba cách tìm nguyên hàm cho dạng: Aln xx1 Bln xx2 C

VD Tách  

2

3

2 14

x x

F x

x x x

 

   thành phân thức tối giản

  2  2  

2 6

7 14

x x x x A B C

F x

x x x x x x x x x

   

    

        

Bấm:

   

2

2

1 x X

X X

d

X X X

dx

 

  

 

 

r X 1 hệ số A3

(6)

r X 4 hệ số C5

Vậy  

2

3

2

7 14

x x

F x

x x x x x x

 

   

     

VD Tính

3

d

1

x x

 

Đặt

1 d d

tx  t tx

2

3 d

t t t

 

Thực hiện phép chia máy tính:

2

3

t t

Ta nhẩm lấy hệ số cao tử chia cho mẫu ta

2

3

t t

t

Nhập hình: r X 100 ta

Ta để ý bậc tử chia bậc mẫu bậc nên ta tách 300 101

hệ số tự 3 Sửa hình:

Ta 3 101t1 Vậy

2 2

3 3

3 3 3ln

1 1

t t t

t t t C

(7)

 2

3

3

3 3ln 1

x

x x C

      

VD Tính nguyên hàm sin3 4 d sin cos cos

x

x

x x x

 

Ta biến đổi: sin3 4 d sin cos3 4 d sin cos 14 d sin cos cos sin cos cos tan cos

x x x x x

x x x

x x x x x x x x

    

  

  

 

2

2

1

2 tan

1 tan tan

cos . d d tan

2 tan cos tan

x

x x

x x x

x x x

  

 

 

 

Ta thực hiện phép chia đa thức tử chia cho mẫu:

Đặt

2

2 tan

2

X X

X x

X

 

 

Ta chia bậc cao tử cho mẫu ta

2

1

2

X

X

X

Nhập hình: r X 100

Vì thương phép chia bậc 1, mà hạng tử chứa bậc

2X nên ta 150

2014

Sửa hình: r X 100

Tách 1 804 4 2X 1

Vậy ta thương 1 1tan 1 X 4 2X 12 x 4 tanx1

Suy 1  

tan d tan tan tan ln tan x 4 tanx x x x x C

        

  

 

(8)

 Tách phân thức ax b a K

cx d c cx d

  

 

Nhập máy tính: aX b acX dCALC X 10 K

cX d c

    

  

 

Khi đó: ax bdx a K dx ax Kclncx d

cx d c cx d c

       

 

   

 

VD Tách   2

x F x

x

 

2 1

2

x K

x x

  

 

Bấm 1 2 1

x

x x

   

  

  r x10  K

Vậy   1

2

x F x

x x

  

 

 Tách phân thức dạng:  

   2  1  

1 3 3

d n n d

n n

P x A A B B B B

x x

G x x x x x x x x x x x x x

 

 

        

     

 

 

VD Phân tích hàm số  

  2

1

x F x

x x

  thành phân thức tối giản Ta có

  2  2

1

1 1

x A B C

x x

xx      x

Ta tìm A C, dễ tìm B

Bấm:

  2  1 x X

x d

x x

dx

   

 

Tìm A r X 1 ta

A

Để tìm C ta bấm

    

2

2

1

x

x

xx 

r X  1, 00001 ta

(9)

Để tìm B ta bấm:

    

2

2

1

x

x

xx 

r X  1, 00001 ta sau trừ

đem chia cho x1 xấp xỉ

4

vậy

1

B

Vậy  

  2      2

1 1

4

1

x F x

x x

x x x

   

 

  

Bài phức tạp tìm B khơng r bình thường Các bạn ý theo dõi kỹ chỗ tìm B: r kết trừ cho phần nguyên số Rồi đem chia cho mẫu phân thức ta cần tìm hệ số

VD Tách   31

F x x

 thành phân thức tối giản

 

1

1 1

A Bx C

F x

x x x x

  

   

Tìm hệ số A bấm

3

1

1

3 x

d x

dx

   

 

Tìm Bx C ta có:

 

    

    

2

2

3

1

1

1 3

1 1

1 1

x x Bx C x

Bx C

x x Bx C x

x x x x x

    

         

    

 

1

3

x x

Bx C

x

  

  

 Đến để tìm B C, ta vào hệ w2 nhập hàm bên r xi

Vậy

3

(10)

Vậy   3 2

1

1 3 3

1 3( 1)

x F x

x x x x

 

  

   

III Ví dụ

VD Tìm nguyên hàm hàm số  

2

f xxx

A  

2

F xxx x C B  

3

F xxx  x C

C F x 2x 2 C

D  

2

F xxx  x C

Ta có:    

3

2 2

2

3

x

f x dxxxdxx dx  xdxdx x  x C

     Chọn B

VD Nguyên hàm hàm số f x  12

x x

 

A

lnxlnxC

B lnx C x

  C ln x C

x

  D ln x C

x

 

Ta có: f x dx  12 dx 1dx 12 dx ln x C

x x x x x

 

        

 

   

VD Nguyên hàm hàm số  

f x x

A 1ln 5 x C

B ln 5x 1 C

C 1ln

5 x C

   D. ln 5x 1 C

Ta có: dx 1ln ax b C

ax b  a  

Áp dụng: 1ln 5x1dx5 x C

VD Tìm nguyên hàm f x   3 x4là:

A  

5

3

x C

 

 B  

5

3

x C

 

C 3 x5C D 4 3 x5C

Ta có:

1

1

u

u dx C

 

 

(11)

Áp dụng:     3 x

x dx   C

  

VD Biết F x  một nguyên hàm hàm số   2

f x

x x

  thỏa mãn

3

F   

  Tính

 3

F

A F 3 ln B F 3 2 ln C F 3  2 ln D F 3  ln Ta có:  

  

2

1

3 2

A B

f x

x x x x x x

   

     

Đồng thức ta    

     

2

1 2

A B x A B

A B

x x x x x x

  

  

      

0

2 1

A B A

A B B

   

 

    

 

Ta có 1 ln ln

1dx 2dx x x C

x x             0

f       C

  Vậy f  3  ln

Qua ví dụ ta lưu ý:

Có thể nhớ nhanh cơng thức:

x a1x bdx b a1 ln x bx a C

 

   

 hay tổng quát cho trường

hợp  1 dx ln ax b C

ax b cx d ad bc cx d

 

   

VD Xét 3 5

4

I x xdx Bằng cách đặt

4

ux  Khẳng định sau đâu đúng?

A

4

I  u du B

12

I  u du C

16

I  u du D

5

I u du

Đặt

4

ux  16 3

16

du

du x dx x dx

    thay vào I x34x435dx.ta 16u du VD Giả sử     x

F xaxbx c e một nguyên hàm hàm số   x

f xx e Tính S  a b c

A S1 B S0 C S5 D S2

Ta có        

' x x x x

F xax b e e axbx c e axa b x b c   e x

1

2

0

a a

a b b

b c c

(12)

Hoặc một cách khác: dựa vào chất nguyên hàm phần mà ta có:

Tạm ký hiệu sau: u u u', '', ''', đạo hàm lần 1, 2, … Của u x  v v v1, 2, , nguyên hàm

lần 1,2,3… v x 

Ta có được: uv1u v' 2u v'' 3 

Áp dụng:

' , ''

ux  u x u  ;vex  v1 e vx, 2e vx, 3ex

 

2

x x x x 2

x ex eee xx vậy ta xác định a b c, , nhanh chóng Vậy S      a b c 2

Bấm máy tính sau: y

Tách:  

9802 10000 200 2   x 2x 2 F x    1 2 Chọn A VD Tìm nguyên hàm hàm số f x cos 2x

A 1sin

2 x C B

1 sin

2 x C

 

C 2sin 2x C D 2sin 2x C

Đặt 2

2

dt

txdtdxdx thay vào cos cos 1sin 2

dt

xdxttC

 

Thay ngược lại ta 1sin 2 x C

Ta có cơng thức nhanh: cosax b dx 1sinax bC a

   

 ; sinax b dx 1sinax bC

a

    

VD Cho a b, hai số thực thỏa mãn F x   acosx b sinx ex nguyên hàm hàm số   xcos

f xe x Tính P a b

A B C D

Đây dạng nguyên hàm lặp lại, ta nguyên hàm hai lần quay lại đề ban đầu

Đặt

1

' sin , '' cos cos

x x

u x u x

u x

v e dx dv e dx

   

 

 

 

(13)

Ta có cos sin cos cos sin  1cos 1sin

2

x x x x x

Ix ex ee xdxIe xx  I e  xx

 

Vậy 1

2

a     b S a b

Ta có cơng thức giải nhanh:

 

2

cos cos sin

ax

ax e

e bxdx a bx b bx C

a b

  

 

2

sin sin cos

ax

ax e

e bxdx a bx b bx C

a b

  

VD Biết xe dx2xaxe2xbe2xC a b ,  .Tính ab

A

4

ab B

4

ab C

8

ab D

8

ab

Đặt 2 2

2 x x

du dx u x

v e

dv e dx

  

 

  

 

Ta có: 2 2

2 2

x x x x

x x

e  e dxeeC

1

1

1

4

a

ab b

  

   

   

Bấm máy tính sau:

Tách: 199 200 1

4 4 4

x x

a b

 

      

VD Cho   13

F x x

 một nguyên hàm hàm số f x 

x Tìm nguyên hàm hàm số

  ' ln

f x x

A ln3 12

x

C

xx  B

ln

x

C

xx

C ln3 12

x

C

xx  D

ln

x

C

x x

(14)

     

1

' f x

F x f x

x x x

   

Xét nguyên hàm  f ' x lnxdx đặt  

  ln

'

u x du dx

x

dv f x dx

v f x

 

 

  

  

      3

ln ' ln ln

3

f x

f x xdx x f x dx C

x x x

    

 

VD Cho F x  một nguyên hàm hàm số f x ex2x thỏa mãn  0

F  Tìm F x 

A

( )

2 x

F xex  B

( )

2 x

F xex

C

( )

2 x

F xex  D

( )

2 x

F xex

Ta có:  

2

x x

ex dx e xC

  3

0

2 2

F  e     C C Vậy

( )

2 x

F xex

VD Cho hàm số yf x thỏa mãn f '  xx1ex     x

f x dxax b e C

 với a b, 

Tính a b

A B C D

Ta có     x

F xax b e C nguyên hàm f x và f '  xx1ex

Đặt F'' xf ' x

     

' x x

f x dxxe dxxe  C f x

 

  x  1 x

f x dxxe dxxeC

 

Vậy a1,b    1 a b

VD Tìm nguyên hàm hàm số

 

3

2 1

x

dx x x

 

A

ln x C x

  B

ln x C x

  C ln x 12 C

x

  D ln x 12 C

x

(15)

Sử dụng phương pháp tách   3 1

x A Bx

x x

x x

  

 

r X 0, 000001 hệ số A 1

r X 1, 0000001 hệ số B3 Suy ra:

 

3

3

2 1

1 x x x x x x       Khi đó:     3 3

2 1

1

1

d x

x x

dx dx dx

x x x x

x x                     

3

ln x ln x C ln x C ln x C

x x

         

Bấm máy trực tiếp: qy

VD Tìm nguyên hàm f x  hàm số  

 2

cos ' sin x f x x   A

 2

sin sin x C x   B

2 cos xC C

1 sinx C

   D sin sin x C x  Ta có:

 2  2

2 sin

cos

2 sin sin sin

d x x dx C x x x       

  Chọn C

VD Giả sử một nguyên hàm hàm số  

  2 1 1 x f x

x x x

 

  có dạng

3 1 b a x x   

Tính a b

A 2 B.

3

C D.

3

(16)

Ta có  

 

2

2

1

1 1

x

f x dx dx dx

x x x

 

 

  

Tính

2

1

x dx x

 đặt

1

t xtdt   x dx

2

3

3

2 2

1

3 3

1

x

dx dt t C x A

x

 

        

 

Tính

 2  2  

1

2

1

1

dx d x C B

x

x x x

      

 

 

Vậy

3

a b  

VD Gọi F x  một nguyên hàm hàm số f x 2x, thỏa mãn  0 ln

F  Tính giá trị biểu thức TF 0 F 1 F 2   F2017

A

2017

2

1009 ln

T   B

2017.2018

2

T

C

2017

2

ln

T   D

2018

2

ln

T  

Ta có   2

ln x x

F x  dx C

Mà  0  

ln ln

x

F    C F x

        20 21 22017 1 22018 22018

0 2017

ln ln ln ln ln ln

TFFF  F         

Bấm máy: ta biến đổi để   ln

x

F x

Bấm: qi

ta bấm gán vào A, lấy A trừ

đáp án rút gọn

(17)

Bài TÍCH PHÂN I. Lý thuyết

1 Tích phân

     

b

a

f x dxF bF a

 Tính chất

Tích phân tổng tổng tích phân:        

b b b

a a a

f xg x dxf x dxg x dx

 

 

  

Có thể đưa số ngồi tích phân:    

b b

a a

kf x dxk f x dx

 

Tích phân mợt điểm 0:   a

a

f x dx

Chèn điểm c a b; vào cận ta có:      

b c b

a a c

f x dxf x dxf x dx

  

Tính bất biến tích phân:      

b b b

a a a

f x dxf t dtf y dy

  

II Sử dụng máy tính cầm tay

Sử dụng chức y để tính tích phân III Ví dụ

1 Tích phân dạng hàm

VD Cho hàm số f x có đạo hàm  1; thỏa mãn f  1 1,  

4

1

'

f x dx

 Giá trị f  4

A B C D

Ta có:          

4

1

' 4

f x dxf xff   f

VD Cho hàm số f x  liên tục F x  nguyên hàm f x , biết  

9

0

d

f x x

 0

(18)

A – B – 12 C 12 D

Ta có  d     b

a

f x xF bF a

 từ ta tính mợt yếu tố biết hai yếu tố lại

       

9

0

d 9 9

f x x FFF   

 Chọn D

VD Cho hàm số f x  liên tục 1; 4,    

4

1

4 2017, ' d 2016

f f x x

   Tính f  1

A f   1 B f   1 C f    1 D f   1

Ta có:          

4

1

' d 2017 2016 1

f x x f f f f

         

 Chọn B

VD Cho hàm số f x  liên tục 1; 2 F x  nguyên hàm f x , biết  

2

1

d

f x x

 1

F    Tính F 2

A B C D

Chọn A

VD Cho hàm số f x  thỏa mãn  

5

2

10

f x dx

 Tính  

2

5

2

I   f x dx

A I 32 B I 34 C I 36 D I40

Từ      

2 2

5

5 5

2 4 40 34

I   f x dx  dx f xx  f x    

Hoặc

Mẹo:    

b

a

K f x dx K f x

b a

  

 

Áp dụng:    

5

2

10 10

3

f x dx  f x

  

2

5

10

2 4 34

3

I    f x dx    

 

 

VD Cho hàm số f x  thỏa mãn  

10

0

7

f x dx

  

6

2

3

f x dx

 Tính    

2 10

0

(19)

A I 10 B I 4 C I 7 D I  4

Áp dụng tính chất      

b c b

a a c

f x dxf x dxf x dx

  

Ta có:

               

10 10 10 10

0 6

7

f x dxf x dxf x dxf x dx  f x dx  f x dxf x dxf x dx

       

VD Cho    

2

2

1,

f x dx f t dt

  

  Tính  

4

2

I f y dy

  

A – B – C D

         

4 4

2 2 2

1

f y dy f y dy f y dy f x dx f t dt

 

         

    

VD Tính F' 0  hàm số  

2

0

0 cos x

F   tdtx0 

A B – C D

Đặt yt 2ydydt

Đổi cận tích phân: t 02 y

y x t x

 

     

 

Ta được:  

2

0

cos cos

x x

F x   tdt y ydy

Đặt 2

cos sin

u y du dy

dv ydy v y

 

 

   

 

Ta có:  

0 0

2 sin sin sin cos sin cos x

x x x

y y   ydyy yyx xx F x

Ta có f ' x 2 cosx xf  0 0

VD Cho hàm số f x liên tục thỏa mãn  

4

2

2

f x dx

 Khẳng đinh sau sai?

A  

2

1

2

f x dx

 B  

3

3

1

f x

 

 C  

2

1

2

f x dx

 D  

6

0

1

2

(20)

Ta có:    

4

2

2

4

f x dx f x

   

 Bấm:

Đáp án A

Đáp án B

Đáp án D

Chọn C câu A ta loại C

VD Cho f x  liên tục  0; thỏa mãn f x 2f 2x2 x Tính  

2

0

d

f x x

 A

3 B

2

3 C

4

 D. 2

Cách 1:

Từ        

2 2

0 0

2 2 d 2 d d

f xfxx f x x  fx x x x    

2

0

4

3 d d

3

f x x f x x

    

Cách 2:

Chọn x1 thay vào f x 2f 2x2xf  1 2f  1 2

      2  

0 0

2 4

3 1 d d d

3 3

f f f x x f x x

        

VD Cho  

1

1

d 2x

f x x

 

yf x  hàm số chẵn 1;1 Khi  

1

1

d

f x x



bằng

A B 16 C D

(21)

Ta thấy tích phân sau gấp đôi tích phân trước, suy  

1

1

d 4.2

f x x

 

 VD Cho f x  hàm số chẵn, liên tục  

5

0

1 2 f x dx15

 

 

 Tính  

5

5

d

I f x x

 

A 10 B C 30 D 15

2

Ta có:        

5 5 5

0 0

1 2f x dx dx f x xd 15 f x dx f x dx 5.2 10

        

 

 

    

Bấm máy tính:

VD Cho hàm số yf x  liên tục nhận giá trị dương 0; thỏa mãn f  1 1,   ' 

f xf x x , với x0 Mệnh đề sau đúng?

A 4 f  5 5 B 2 f  5 3 C 3 f  5 4 D 1 f  5 2

Từ      

    

' '

1

' d d

3

f x f x

f x f x x x x

f x f x

x x

     

   

 

 

     

2 3

d 2 2

3 ln

3

x C

f x

x C f x x C f x e

f x

 

         

Ta có    

2 4 3

4

1 3, 794

3

f   C   fe  

Chọn C

Cách khác:  

    

5

1

' '

d d d d

3

3

f x f x

x x x x

f xx  f xx 

(22)

 

 

         

5

3

1

d

ln ln

3

f x f

f x f e

f x    f   

VD Cho hàm số f x  thỏa mãn      

1

0

' d

x f xxf

 Tính  

1

0

d

I  f x x

A I 0 B. I  1 C I 1 D I 2

Từ              

1 1

0 0

' d ' d d ' d 1

x f xxfx f x xx xfx f x xf

   

Xét  

1

0

' d

x f x x

 Đặt

       

1

0

d d

d ' d

u x u x

xf x f x x

dv f x x v f x

 

 

   

   

 

  

       

0

1 d 1 d

f f x x f f x x

       Chọn B

VD Cho hàm số yf x  thỏa mãn    

1

0

1 ' d 10

xf x x

 2f  1  f  0 2 Tính  

1

0

d

I  f x x

A I  12 B I 8 C I 12 D I 8

Đặt          

1

0

1 d d

1 d 10

d ' d

u x u x

x f x f x x

v f x x v f x

  

 

     

   

 

  

       

0

2f f f x dx 10 f x dx

      

2 Tích phân bình thường

Sau tìm nguyên hàm phương pháp Ta áp dụng công thức tích phân để tính giá trị tích phân

Bấm máy trực tiếp y

3 Tích phân chống máy tính cầm tay

(23)

Về nguyên tắc bản: cần lưu trước tích phân vào biến nhớ Thường ẩn số nguyên hữu tỉ

VD Cho  

1

2

4 ln

ln ln ,

x

dx a b a b

x

   

 Tính 4a b

A B C D

Gán

1

2

4 lnx

dx A

x

 

Giải hệ phương trình

2

ln ln

a b A

a b K

  

 

 với K đáp án

Lần lượt thử với đáp án, đề nói a b,  nên máy tính báo số nguyên mới nhận Với

K ta

Vậy a2,b 1 4a b

VD Cho

4

0

cos

ln

sin cos

x

dx a b

x x

 

 0 a 1,1 b 3, ,a b  Tính tích ab A

2 B

1

4 C

1

6 D

1 Gán tích phân vào A

Từ

4

1 ln

cos 4

ln

sin cos

A b

x

dx a b a

x x

   

(24)

Vào w7 Coi hàm ta

1 ln

A x

y

 , 1 b nên ta chọn START END STEP 0,25

Ta thấy

Ta 2, 0,125

xy  hay 2, 1

8

ba ab

VD Biết  

4

ln ln ln , ,

dx

a b c a b c

xx    

 Tính S  a b c

A B – C D

Gán

4

dx A xx

 Khi Aaln 2bln 3cln 5ln 2aln 3bln 5c Sử dụng tính chất ln

ln

a a

aee ta có: ln A ln 5 a b cA 5a b c

e  e

Bấm:

tách

4

4

16

2 15 3.5

 

  (Sử dụng chức FACT) Vậy a4,b       c S a b c

VD Biết

5

3

1

d ln

1

x x b

x a x

 

  

 với a b, số nguyên Tính a2b

A – B C D 10

(25)

Ta có: ln ln

2 2

A a A a

b b b

A a   A ae    e  b

Sử dụng w7 nhập hàm số START – 9, END 9, STEP

Vậy a8,b  3 a 2b2 Chọn C VD Biết

1

ln e

x

dx a e b

x  

 với a b,  Tính Pa b

A P4 B P 8 C. P 4 D P8

Lưu tích phân vào A

Ta có Aa e  b A a eb Sử dụng w7 nhập hàm số START – 9, END 9, STEP

Vậy a 2;b  4 P a b  8 Chọn B

VD Cho tích phân:  

5

4

4

2

ln ln ln ln , , ,

x

I dx a b c d a b c d

x x

     

 

(26)

(bài sử dụng máy tính VINACAL máy tính casio khơng xử lý được)

Lưu tích phân vào A

Ta có eA 2 7a b c d

Ở ta tách dạng tích thừa số ngun tố (vì điều kiện cho hữu tỉ nên số mũ ta không nguyên)

Ta sử dụng phương pháp w7 nhập hàm số   AX

F XeX (vì a b c d, , ,  nên ta nhân cho số làm cho hệ số phân tích thừa số nguyên tố)

Tại  

6 13

4287 4287 250047

6,

40960 40960 40960

XF X     

13 1

, 1, ,

6

ab cd

    

VD Tính tích phân  

2017

2019

2

x

I dx

x

 

A

2018 2018

3

2018

B

2018 2018

3

4036

C

2017 2018

3

40342017 D

2021 2021

3

4040

Mẹo: Bấm máy số mũ to vậy máy không xử lý ta thu gọn biểu thức lại toán

của ta thu lại  

17

19

2

x

I dx

x

 

A

18 18

3 18

B

18 18

3 36

C

17 18

3

3417 D

21 21

3 40

Bấm tích phân

(27)

Chọn B

VD Cho

4

0

1

I xxdx u 2x1 Mệnh đề dưới sai?

A  

3 2

1

1

I  x xdx B  

3 2

1

1

I  u udu

C

3

5

1

1

2

u u

I    

  D  

3 2

1

I u udu

Ta có

2

2

2

2

u

ux ux  x  ududx

Đổi cận:

4

x u

x u

   

    

 

4 3

2

0 1

1

1

2

u

I xxdx  udu  uu du

Bấm máy: ta bấm

4

0

1

I xxdx

Sau bấm đáp án, thấy đán án có cùng kết

Loại câu A, chưa đổi biến

Đáp án B

VD Biết

5

3

1

ln

1

x x b

dx a x

    

(28)

A S 2 B S5 C S2 D S10 Ta biến đổi

5 5

2

3

3

1 1

ln ln

1 2

x x

dx x dx x x

x x

           

   

     

 

Bấm máy: Gán

5

3

1

ln ln

1 2

x x b b

dx A A a a A

x

         

w7

ta b3,a8 Vậy a2b 8 2.32

VD Kết tích phân  

2

0

1 2x sinx dx

a b

  

     

 

 a b,   Khẳng định sau sai?

A a2b8 B a b 5 C 2a3b2 D a b 2

Gán: 1

1

A a

A a b

b

 

 

      

  

(29)

ợc b2,a4 Suy khẳng định B sai VD Biết

1

ln e

x

dx a e b

x  

 với a b,  Tính ab

A ab4 B ab 8 C ab 4 D ab8

Gán Aa e   b b A a e

w7:

2,

a  b

Vậy ab 8

VD Biết  

3

1

ln ln e

a e b c

xx    

 với a b c, , số hữu tỉ Tính S  a b c

A S1 B S 1 C S0 D S2

(30)

 

3 2

1 1 1

1

1 1

1

e e e e e e d x

A B x

dx dx dx dx dx

x x x x x x x x

 

       

     

     

   

1

1 1

ln ln ln ln

2 2

e

x x e

 

        

 

1

a b c

   

VD Giả sử    

2 d

x x

e xxxxaxbx  cx d eC

 Khi a b c d  

A – B C D

Bấm sau:

tách

1009803xx 2x3 Vậy a b c d   3 Chọn C

VD Cho

 2

2 ln

d ln ln

e

x b

I x a

c

x x

  

 với a b c, , Z, b

c

 tối giản Tính S  a b c

A S3 B S5 C S0 D S7

Gán tích phân vào A

ln b b ln

A a a A

c c

      Ta w7

Ta thấy 2, 1,

2

b

a a b c a b c

c

           Chọn B

VD Cho  

1

4

0

d ln ln , , ,

3

x

I x a b c a b c

x x

   

 

(31)

A B C D –

Gán tích phân vào A

Ta có AlnablnceAa c b

a b c, ,  nên ta chọn hàm sau Ax x bx

ea c Ta nhân thêm x vào mũ ta nhận kết đẹp

Vào w7

Ta

Khi 2 3

3 3, , 2

8

b

a c     a b c   S a b c 

VD Cho d ln 4

2

x

I a x b x C

x

      

 

 Tính a b

A – 2 B – C D

Ta gán cận cho nguyên hàm:

 

1

1

d

ln ln ln ln

2

x

a b b a b A

x        

(32)

Đến đây, ta chọn phương trình a b  ĐÁ rồi giải hệ chọn tiếp một cặp cận nữa thay vào

Ở xin phép dựa vào đáp án chọn đáp án cho hệ số a b, đẹp

Vậy a1,b 4 Vậy a b  3

Bài ỨNG DỤNG TÍCH PHÂN I. Lý thuyết

1 Tính diện tích hình phẳng

Cho hàm số yf x  liên tục không âm đoạn  a b; Khi diện tịch hình thang cong giới hạn yf x ,y0,xa x, b  

b

a

f x dx

Diện tích S hình phẳng  D giới hạn yf x ,y0,xa x, b   b

a

S  f x dx

Diện tích S hình phẳng  D giới hạn yf x ,yg x x , a x, b     b

a

S  f xg x dx

Tính f x g x  có nghiệm x x x1, 2, 3,  a b; Khi tốn khơng cho cận cận

hai nghiệm x1 xn

2 Tính thể tích vật trịn xoay

Thể tích trịn xoay tạo mặt phẳng tròn xoay giới hạn đường yf x ,y0,xa x, b

quay quanh trục Ox 2 

b

a

V  f x dx

Thể tích trịn xoay tạo mặt phẳng tròn xoay giới hạn đường yf x ,yg x ,xa x, b quay quanh trục Ox 2  2 

b

a

V  f xg x dx

(33)

Cho phương trình vận tốc Vf t  quãng đường nguyên hàm vận tốc   b

a

S  f t dt

4 Mợt số ứng dụng khác

Tính diện tích chỏm cầu có bán kính R đường cao h : 2

2 R

R h

SR h

  

Thể tích hình cầu hình trịn   2

:

C xyR quay quanh trục Ox:    

2 2

0 R R R R

VR x dxR x dx

      

Thể tích hình elip  

2

:x y

E

ab  quay quanh trục Oy

2 2 2

2 2 b b b

a y a y a b

V a d y a dy

b b                       

I. Ví dụ

VD Tính diện tích hình phẳng giới hạn đồ thị

2

yxy3x

A B

C

2 D

1

2

3

2 x x x x        

 Diện tích cần tính 2 1

xxdx

VD Tính diện tích hình phẳng S giới hạn

yxx

y  x x

A 37

12

S  B

4

S  C 81

12

S  D S13

3

0

x

x x x x x

x             Bấm 2 37 12

x x x dx

  

VD Cho đồ thị yf x  hình vẽ sau Diện tích S hình phẳng (phần gạch chéo) xác định

A  

2

2

S f x dx

  B    

1

2

S f x dx f x dx

(34)

C    

2

1

S f x dx f x dx

  

D    

1

2

S f x dx f x dx

  

Diện tích có giá trị dương nên        

1

2 2

S f x dx f x dx f x dx f x dx

 

      Chọn C

VD Diện tích hình phẳng giới hạn đường thẳng

1, 0, 0,

yxyxx A

2 B

7

C

D

Bấm

2

7

2

xdx

VD Diện tích hình phẳng giới hạn đường thẳng

3

yxxy x

A

3

S  B 37

14

S  C 799

300

S  D S2

Phương trình hồnh độ giao điểm

3 1,

xx    x x x

Ta có

3

4 3d

3

S  xxx Chọn A

VD Diện tích hình phẳng giới hạn đường

1

yxy x 5là A 73

6

B 12 C. 73

3

D 14

PTHĐGĐ:

1

x      x x

Bấm

3

73

1

3

x x

    

(35)

VD Gọi S diện tích hình phẳng giới hạn parabol  P , tiếp tuyến A1; 1  đường thẳng x2 Tính diện tích S

A S1

B

3

S  C

3

S  D

3

S

Phương trình parabol

yx (vì qua   0.0 , 1; ,   1; 1) Phương trình tiếp tuyển  P A y  2x

Vậy diện tích giới hạn    

2

2

1

1

2 d d

3

S     x x x    x x x

VD Cho hình phẳng giới hạn đường yxln ,x y0,xe quay xung quanh trục Ox tạo thành khối trịn xoay tích  

2

be a

 

Tìm a b,

A a27,b5 B a26,b6 C a24,b5 D a27;b6 ĐK: x0

Phương trình hồnh đợ giao điểm xlnx  0 x  

2

1

ln

27 e

V x xdxe   suy a27,b5

VD Thể tích khối trịn xoay thu quay hình phẳng giới hạn đường y 2x, ,

yx y quanh trục Ox tính theo công thức sau đây?

A  

1

2

0

2

V  x dxx dx B  

2

0

2

(36)

C

1

0

2

V xdx xdx D  

1

2

0

2

V x dx x dx

Phương trình hồnh đợ giao điểm

2

0

2

x x x

x

x x

     

 

     

;

Vậy ta có:  

1

2

0

2

V x dx x dx

VD Gọi  H hình phẳng giới hạn đồ thị hàm số

yx đường thẳng x1 trục hồnh Tính thể tích V khối trịn xoay thu quay  H quanh trục Ox

A

3

V  B

3

V  C

5

V  D

5

V

Ta bấm:

VD Gọi H hình phẳng giới hạn đồ thị hàm số 2

x y

x

 , trục Ox đường thẳng x1 Tính thể tích V khối trịn xoay thu quay hình H quanh Ox

A ln4 

B 1ln4

2 C

3 ln 

D ln4 

Ta có phương trình hồnh đợ giao điểm: 2 0

x

x x   

 Thể tích giới hạn:

2

2

4

d ln

4

x

V x

x

   

    

 

 Chọn A

VD Gọi  H hình phẳng giới hạn hai trục đồ thị, đường thẳng x1 đồ thị hàm số

3

1

y x Tính thể tích khối trịn xoay  H sinh quay quanh trục Ox

A

3 B

23

14 C

9 14

(37)

Bấm máy tính: Chọn B

VD Gọi  H hình phẳng giới hạn đồ thị hàm số y  x2,y x 2,x1 Tính thể tích V

của vật thể trịn xoay quay hình phẳng H quanh trục hồnh

A 27

2

V   B

2

V   C V 9 D 55

6

V  

Vì đồ thị y  x2 nằm dưới Ox nên bị âm Ta lấy đối xứng lên Ox

Phương trình hồnh đợ giao điểm: 2

x

x x

x

  

     

  

Ta có:    

1 2

2

2

55

1 d d

6

Vx xx x

 

       Chọn D

VD Mợt đám vi trùng ngày thứ t có số lượng N t  Biết '  4000 0,5

N t

t

 lúc đầu

đám vi trùng có 250000 Hỏi sau 10 ngày số lượng vi trùng bao nhiêu?

A 258.959 B 253.584 C 257.167 D 264.334

Ta có số lượng vi trùng số lượng ban đầu cộng với số lượng tăng 10 ngày tính

như sau:

10

0

4000

250000 d

1 0,5t t

  

Chọn D

VD Trong một đợt xả lũ, nhà máy thủy điện xã lũ 40 phút với lưu lượng nước thời điểm t giây    

10 500 /

v ttm s Hỏi sau xã lũ hồ mợt lượng nước bao nhiêu?

A 4 3

5.10 m B 6 3

4.10 m C 7 3

3.10 m D 6 3

(38)

Ta có lượng nước thoát là:    

2400

7

10t500 3.10 m

VD Một ô tô chuyển động với vận tốc 15 m/s người lái đạp phanh Kể từ thời điểm đó, tơ chuyển đợng chậm dần với vận tốc v t   5t 15 m s/  Trong t khoảng thời gian tính giây Hỏi từ lúc bắt đầu đạp phanh xe dừng hẳn cịn di chuyển m?

A 22, m B 45 m C 2, 25 m D 4, m

Quãng đường nguyên hàm vận tốc Ta có, thời điểm xe dừng hẳn vận tốc 0, suy

ra t3 Vậy quãng đường  

3

0

5t 15 dt 22,5 m

  

VD Mợt mảnh vườn tốn học có dạng hình chữ nhật, chiều dài 16 m chiều rộng m Các nhà toán học dung hai đường parabol, parabol có đỉnh trung điểm mợt cạnh dài qua hai đầu mút cạnh dài đối diện Phần mảnh vườn nằm miền giới hạn hai parabol trồng hoa hồng Biết chi phí trồng hoa hồng 45.000VND m/ Hỏi nhà toán học tiền để trồng hoa mảnh vườn đó?

A 3322000 VND B 3476000 VND C 2715000 VND D 2159000 VND

 Ta gán hệ trục tọa đợ cho mảnh vườn hình vẽ

Ta cần phải xác định phương trình hai đường parabol sau tính diện tích mới tìm số tiền

Cách viết phương trình parabol máy tính cầm tay:

(39)

Để bắt đầu sử dụng ta ấn w3=

Ta viết phương trình parabol úp trước Nhìn đồ thị ta thấy, parabol úp qua ba điểm     0; , 8; ,  8; 4

Bấm máy tính w33 Ta thấy có hai cợt x nhập hồnh đợ ba điểm parabol qua ynhập tung độ tương ứng ba điểm cột x Ta nhập sau:

Nhập xong ấn nút AC Lưu ý: Phương trình parabol ta thường

yAxBx C , máy tính ngược

lại

yCxBxA Chúng ta hiểu theo máy tính

Ấn q15

để tìm hệ số C B A, ,

Chọn 3 C

Chọn 2 B

Chọn 1 A

Vậy phương trình parabol úp

1

y  x

Phương trình parabol ngữa viết tương tự, nhiên hai đồ thị đối xứng qua

2

1

Oxyx

(40)

Tìm giao điểm hai parabol:

2 2

1 2

1

0 4

8 8

yyyy   x   x    x     x

Ta tính diện tích nửa sau nhân ta diện tích phần giới hạn hai parabol

Sau ta nhân với số tiền trồng hoa

Vậy số tiền nhà toán học phải trả 2715000 VND Chọn C VD Ơng B có mợt khu vườn giới hạn mợt đường parabol một đường thẳng Nếu đặt hệ trục tọa đợ Oxy hình vẽ parabol có phương trình

yx đường thẳng y25 Ơng B dự định dung một mảnh vườn nhỏ chia từ vườn một đường thẳng qua O điểm M parabol để trồng hoa Hãy giúp ông Bxác định điểm M cách tính độ dài OM để diện tích mảnh vườn nhỏ

2

A OM 2 B OM 15 C OM 10 D OM 3 10

Gọi H điểm có hồnh đợ a hình chiểu điểm M lên Ox Suy phương trình : tanOM

OM y x ax

OH

  Ta có  

2 3

2

0

0

a a

ax x a

axx dx   

 

 Ta có

3

9

3 10

6

a

a OM

    

VD Người ta dựng mợt lều vải  H có dạng chóp lục giác cong hình vẽ Đáy mợt hình lục giác có cạnh 3m Chiều cao SO6m SO vng góc đáy Các sợi dây c c c c c c1, 2, ,3 4, 5,

nằm đường hình parabol có trục đối xứng song song với SO Giả sử giao tuyến  H

(41)

A 135 3 2

5 m

B 96 3 2

5 m

C 135 3 2

4 m

D 135 3 2

8 m

Ta xét một mặt phẳng qua SO c1 Ta thấy c1đi qua ba điểm A     0;6 ,B 1;3 ,C 3;0

1

1

:

2

c y x x

    Rút :

2

xy x  y Thể tích lều:

2

0

6 135

2

4

V    y  dy

 

(42)

VD Một chất điểm chuyển động với vận tốc v0 15 /m s tăng tốc với gia tốc

  2

4 /

a t  t t m s Tính quãng đường chất điểm khoảng thời gian giây kể từ lúc bắt đầu tăng tốc

A 70, 25 m B 68, 25 m C 67, 25 m D 69, 75 m

   

2

t

v t a t dt  tC

3

0 15 15

3

t

v   Ct

Bấm

VD Cho hàm số yf x  Đồ thị hàm số  

yf x hình bên Đặt    

2

h xf xx Mệnh đề dưới đúng?

A h     4 h  2 h B h     4 h  2 h C h     2 hh 2 D h     2 h  2 h

Ta có h x' 2f ' xxh x'  0 f ' xx

Đường thẳng yx qua ba điểm  2; ; 2; ; 4; 4    trên đồ thị Gọi S S1, diện tích phần bên bên dưới

đường thẳng yx

         

2

2

0 ' 2 2

S h x dx h h h h

          

         

4

2

0 ' 4

S   h x dx hh  hh

S1S2 h       2   h hhh   4 h 2

(43)

VD Một vật chuyển động với vận tốc v (km/h) phụ tḥc thời gian t (h) có đồ thị vận tốc hình bên Trong khoảng thời gian kể từ bắt đầu chuyển đợng, đồ thị có mợt phần đường parabol có đỉnh I 2;9 trục đối xứng song song với trục tung, khoảng thời gian cịn lại đồ thị mợt đoạn thẳng song song với trục hoành Tính quãng đường s mà vật di chuyển (kết làm tròn đến hàng phần trăm)

A s23, 25 km

B s21,58 km

C s15,50 km

(44)

Phương trình parabol chuyển đợng

5 4

y  xx

Ta có  1 31

v   phương trình đường thẳng chuyển đợng 31

y

Ta có qng đường vật chuyển đợng tính theo  

1

2

0

5 31

5 21,58

4 x x dx 4dx

     

 

 

 

Đọc thêm: công thức Walliss

   

   

2

0

1 !! !!

cos sin

1 !!

!!

n n

n n

xdx xdx

n n

 

  

  

  

  lẻ dùng  1 , chẵn dùng  2

!!

n đọc n Walliss hiểu dựa vào n chẵn hay lẻ VD 0!! 1; 1!! 1; 2!!  2; 3!! 1.3; 4!! 2.4; 5!! 1.3.5

VD

2 11

10!! 2.4.7.8.10 256 cos

11!! 1.3.5.7.9.11 693

xdx

  

 VD

2 10

9!! 63

sin

10!! 512

xdx

 

 

Ngày đăng: 09/02/2021, 03:44

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan