CÁC PHƯƠNG PHÁP TÌM NGUYÊN HÀM TÍCH PHÂN

27 2.4K 3
CÁC PHƯƠNG PHÁP TÌM NGUYÊN HÀM TÍCH PHÂN

Đang tải... (xem toàn văn)

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

Thông tin tài liệu

tài liệu ôn thi đại học môn toán

Thienthi4784@yahoo.com | http://ebook.here.vn - Thư viện sách trực tuyến Trang 1 CHUYÊN ðỀ TÍCH PHÂN Bảng công thức tích phân bất ñịnh : ∫ = Cdx0 ∫ += Cxdx 1 1 1 −≠+ + = ∫ + nC n x dxx n n Cxdx x += ∫ ln 1 ∫ += Cedxe xx ∫ = C a a dxa x x ln ∫ +−= Cxxdx cossin ∫ += Cxxdx sincos ∫ += Cxdx x tan cos 1 2 ∫ +−= Cxdx x cot sin 1 2 ∫ += ′ Cxudx xu xu )(ln )( )( ∫ + + − = − C ax ax a dx ax ln 2 11 22 ∫ +++++=+ Caxx a ax x dxax 222 ln 22 Phương pháp biến số phụ : Cho hàm số )(xf liên tục trên ñoạn [ ] ba; có nguyên hàm là )(xF . Giả sử )(xu là hàm số có ñạo hàm và liên tục trên ñoạn [ ] βα , và có miền giá trị là [ ] ba; thì ta có : [ ] [ ] CxuxFdxxuxuf += ∫ )()()('.)( BÀI TẬP Tính các tích phân sau : a) ∫ + = 1 0 2 1 1x xdx I b) ∫ − = 1 0 2 1 x x e dxe I c) ∫ + = e x dxx I 1 3 ln1 Bài làm : a) ðặt 2 21 2 dt xdxxdxdtxt =⇒=⇒+= ðổi cận :    =→= =→= 21 10 tx tx Vậy : 2ln 2 1 ln 2 1 2 1 1 2 1 2 1 2 1 2 1 === + = ∫ ∫ t t dt x xdx I b) ðặt dxedtet xx =⇒−= 1 Thienthi4784@yahoo.com | http://ebook.here.vn - Thư viện sách trực tuyến Trang 2 ðổi cận :    −=→= −=→= 12 11 2 etx etx Vậy : )1ln(ln 1 1 1 1 1 1 0 2 2 2 +=== − = − − − − ∫∫ et t dt e dxe I e e e e x x c) ðặt dx x tdtxt 1 ln1 =⇒+= ðổi cận :    =→= =→= 2 11 tex tx Tích phân lượng giác : Dạng 1 : ∫ = β α nxdxmxI cos.sin Cách làm: biến ñổi tích sang tổng . Dạng 2 : ∫ = β α dxxxI nm .cos.sin Cách làm : Nếu nm, chẵn . ðặt xt tan= Nếu m chẵn n lẻ . ðặt xt sin= (trường hợp còn lại thì ngược lại) Dạng 3 : ∫ ++ = β α cxbxa dx I cos.sin. Cách làm : ðặt :        + − = + = ⇒= 2 2 2 1 1 cos 1 2 sin 2 tan t t x t t x x t Dạng 4 : ∫ + + = β α dx xdxc xbxa I . cos.sin. cos.sin. Cách làm : ðặt : xdxc xdxcB A xdxc xbxa cos.sin. )sin.cos.( cos.sin. cos.sin. + − += + + Sau ñó dùng ñồng nhất thức . Dạng 5: ∫ ++ ++ = β α dx nxdxc mxbxa I . cos.sin. cos.sin. Cách làm : )122( 3 2 3 2ln1 2 1 2 1 2 3 1 3 −=== + = ∫∫ tdtt x dxx I e Thienthi4784@yahoo.com | http://ebook.here.vn - Thư viện sách trực tuyến Trang 3 ðặt : nxdxc C nxdxc xdxcB A nxdxc mxbxa ++ + ++ − += ++ ++ cos.sin.cos.sin. )sin.cos.( cos.sin. cos.sin. Sau ñó dùng ñồng nhất thức. BÀI TẬP Tính tích phân : a) ∫ + = 2 0 4 1 )1(sin cos π x xdx I b) ∫ = 2 0 5 2 cos π xdxI c) ∫ = 4 0 6 3 tan π xdxI Bài làm : a) ðặt : xdxdtxt cos1sin =⇒+= ðổi cận :      =→= =→= 2 2 10 tx tx π Vậy : 24 7 3 1 )1(sin cos 2 1 3 2 1 4 2 0 4 1 =−== + = ∫∫ tt dt x xdx I π b) ðặt : xdxdtxt cossin =⇒= ðổi cận :      =→= =→= 1 2 00 tx tx π Vậy : ( ) ( ) 15 8 3 2 5 211cos 1 0 1 0 3 5 1 0 1 0 24 2 2 2 0 5 2 =         +−= −+=−== ∫ ∫ ∫∫ tt t dtttdttxdxI π c) ðặt : dxxdtxt )1(tantan 2 +=⇒= ðổi cận :      =→= =→= 1 4 00 tx tx π Vậy : 415 13 35 1 1 1 1 tan 4 0 1 0 35 1 0 1 0 2 24 2 6 4 0 6 3 π π π −=−         +−=       + −+−= + == ∫ ∫ ∫∫ dut tt dt t tt t dtt xdxI Thienthi4784@yahoo.com | http://ebook.here.vn - Thư viện sách trực tuyến Trang 4 Tính các tích phân sau : a) ∫ + = 2 0 2222 1 cos.sin. cos.sin π dx xbxa xx I b) ∫ + = 3 0 2 2cos2 cos π dx x x I Bài làm : a) ðặt : xdxxabdtxbxat cos.sin)(2cos.sin. 222222 +−=⇒+= ðổi cận :      =→= =→= 2 2 2 0 btx atx π Nếu ba ≠ Vậy : ( ) ba ab ba t ab t dt ab dx xbxa xx I b a b a + = − − = − = − = + = ∫ ∫ 11 2 1 cos.sin. cos.sin 2222 2 0 22 22 1 2 2 2 2 π Nếu ba = Vậy : a x a xdx a a xdxx dx xbxa xx I 2 1 2cos 4 1 2sin 2 1 cos.sin cos.sin. cos.sin 2 0 2 0 2 0 2 0 2222 1 =−== = + = ∫ ∫∫ π π ππ b) ðặt : xdxdtxt cossin =⇒= ðổi cận :      =→= =→= 2 3 3 00 tx tx π Vậy : ∫∫∫ − = − = + = 2 3 0 2 2 3 0 2 3 0 2 2 32 1 23 2cos2 cos t dt t dt dx x x I π ðặt : ududtut sin 2 3 cos 2 3 −=⇒= ðổi cận :        =→= =→= 42 3 2 0 π π ut ut Thienthi4784@yahoo.com | http://ebook.here.vn - Thư viện sách trực tuyến Trang 5 Vậy : ( ) 242 1 2 1 cos1 2 3 sin 2 3 2 1 2 32 1 2 4 4 4 2 4 2 2 3 0 2 2 π π π π π π π === − = − = ∫ ∫∫ udu u udu t dt I Tính các tích phân sau : a) ∫ ++ = 2 0 1 5cos3sin4 1 π dx xx I b) ∫ ++ ++ = 2 0 2 5cos3sin4 6cos7sin π dx xx xx I Bài làm : a) ðặt : 1 2 1 2 tan 2 tan 2 2 + =⇒       +=⇒= t dt dxdx x dt x t ðổi cận :      =→= =→= 1 2 00 tx tx π Vậy : ( ) 6 1 2 1 1 5 1 1 3 1 2 4 1 2 1 0 1 0 2 1 0 2 2 2 2 1 = + −= + = + + − + + + = ∫∫ t t dt dt t t t t t I b)ðặt : 5cos3sin45cos3sin4 sin3cos4 5cos3sin4 6cos7sin ++ + ++ − += ++ ++ xx C xx xx BA xx xx Dùng ñồng nhất thức ta ñược: 1,1,1 === CBA Vậy : ( ) 6 1 8 9 ln 2 5cos3sin4ln 5cos3sin4 1 5cos3sin4 sin3cos4 1 5cos3sin4 6cos7sin 1 2 0 2 0 2 0 2 ++=++++=       ++ + ++ − += ++ ++ = ∫∫ π π ππ Ixxx dx xxxx xx dx xx xx I Bạn ñọc tự làm : a) ∫ = 2 6 2 3 1 sin cos π π dx x x I b) ∫ = 2 0 3 2 sin.cos π xdxxI c) ∫ + = 2 0 3 2sin π x dx I Thienthi4784@yahoo.com | http://ebook.here.vn - Thư viện sách trực tuyến Trang 6 c) ∫ + = 2 0 3 3 1cos sin4 π dx x x I d) ∫ ++ = 2 0 5 3cos2sin 1 π dx xx I d) ∫ ++ +− = 2 0 6 3cos2sin 1cossin π dx xx xx I Tính nguyên hàm,tích phân các hàm hữu tỷ Dạng 1 : ( ) ( ) C ax n ax dx I nn + − − −= − = − ∫ 1 1 . 1 1 với ( ) { }( ) 1,0, −×∈ NCna ta có : Nếu Ran ∈= ,1 ta có : Cx ax dx I += − = ∫ ln Dạng 2 : ( ) ∫ ++ + = dx cbxax x I n 2 βα trong ñó :    <−=∆ ∈ 04 ,,,, 2 acb Rcba βα * Giai ñoạn 1 : 0≠ α ,làm xuất hiện ở tử thức ñạo hàm của tam thức cbxax ++ 2 , sai khác một số : ( ) ( ) ( ) ∫∫∫ ++       −+ ++ + = ++ −++ = nnn cbxax dx b a a dx cbxax bax a dx cbxax b a bax a I 222 2 2 2 2 2 2 2 α βαα α β α * Giai ñoạn 2 : Tính ( ) ( ) ∫∫ ∆− + = + ∆−       ∆− = ++ = bax t n n n t dt a a dx cbxax dx I 2 22 1 2 . 4 * Giai ñoạn 3 : Tính ( ) ∫ + = dt t I n 1 1 2 có thể tính bằng hai phương pháp , truy hồi hoặc ñặt φ tan=t Dạng 3 : ( ) ( ) ∫ = dx xQ xP I n m Ta có : ( ) ( ) 01 01 bxbxb axaxa xQ xP n n m m n m +++ +++ = Nếu : ( ) ( ) QP degdeg ≥ thì ta thực hiện phép chia ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) xQ xR xA xQ xP n r nm n m += − trong ñó phân số ( ) ( ) xQ xR n r có ( ) ( ) QR degdeg < Nếu : ( ) ( ) QP degdeg < ta có các qui tắc sau : *Qt 1 : ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) n n n n n xm ax A ax A ax A ax P − + − ++ − = − − − 1 11 Vdụ 1a : ( ) ( ) ( ) ∑ ∏ = = − = − n i i i i n i i i m ax A ax xP 1 1 Vdụ 1b : ( ) ( ) 2 2 ))()(( cx D cx C bx B ax A cxbxax xP m − + − + − + − = −−− Thienthi4784@yahoo.com | http://ebook.here.vn - Thư viện sách trực tuyến Trang 7 *Qt 2' : ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) n nn n nn n m cbxax BxA cbxax BxA cbxax BxA cbxax xP ++ + + ++ + ++ ++ + = ++ − −− 2 1 2 11 2 11 2 với 0<∆ *Qt 3 : ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ∑ ∑ = = ++ + + − = ++− m i n k i i i i n m t cbxax BxA x A cbxaxx xP 1 1 2 1 2 α α Vdụ 1 : ( ) ( ) ( ) cbxax CBx x A cbxaxx xP t ++ + + − = ++− 22 )( αα Vdụ 2 : ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 22 2 11 2 2 cbxax CxB cbxax CxB x A cbxaxx xP t ++ + + ++ + + − = ++− α α BÀI TẬP Tính các tích phân sau : a) ∫ ++ = 1 0 2 1 23xx dx I b) ( ) ∫ ++ = 1 0 2 2 2 23xx dx I Bài làm : a) ( )( ) ∫∫∫       + − + = ++ = ++ = 1 0 1 0 1 0 2 1 2 1 1 1 21 23 dx xxxx dx xx dx I b) ( ) ( ) ( ) ( )( ) dx xx xx dx xx dx I ∫∫       ++ − + + + = ++ = 1 0 22 1 0 2 2 2 21 2 2 1 1 1 23 ( ) OKxx xx =       +−+− + − + −= 1 0 2ln1ln2 2 1 1 1 Tính các tích phân sau : a) ∫ ++ = 1 0 24 1 33xx dx I b) ( ) ( ) ∫ ++ − = 1 0 2 2 21 24 dx xx x I Bài làm : a)* Bạn ñọc dễ dàng chứng minh ñược ∫ += + = C a x aax dx I arctan 1 22 0 với 0>a ( )( ) dx xxxx dx xx dx I ∫ ∫∫       + − + = ++ = ++ = 1 0 1 0 2222 1 0 24 1 3 1 1 1 2 1 3133 ( ) 329 2 3 arctan 3 1 arctan 2 1 1 0 −=       −= π x x [ ] 3 4 ln2ln1ln 1 0 =+−+= xx Thienthi4784@yahoo.com | http://ebook.here.vn - Thư viện sách trực tuyến Trang 8 b) ðặt : ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 12 22 1212 24 2 2 22 ++ +++++ = + + + + = ++ − xx ACCBxBAx x CBx x A xx x Do ñó ta có hệ :      = = −= ⇔      =+ =+ =+ 0 2 2 02 42 0 C B A AC CB BA Vậy : ( ) ( ) ∫ ∫       + + + −= ++ − = 1 0 1 0 2 2 2 1 2 2 2 21 24 dx x x x dx xx x I [ ] 9 4 ln1ln2ln2ln3ln21ln2ln2 1 0 2 =−++−=+++−= xx Bạn ñọc tự làm : a) ( ) ∫ − + = 3 2 2 1 1 1 dx xx x I b) ∫ −+ = 5 2 2 2 32xx dx I c) dx xx x I ∫ − − = 2 1 3 3 3 4 1 d) ∫ +− = 2 3 24 3 23 dx xx x I HD: a) ( ) 1 1 1 22 − ++= − + x C x B x A xx x b) 31 32 1 2 + + − = −+ x B x A xx c) ( )( )         −+ − += − − 1212 4 1 4 1 4 1 3 3 xxx x xx x d) 22 11 23 24 − + + + + + − = +− x D x C x B x A xx x ðẳng thức tích phân : Muốn chứng minh ñẳng thức trong tích phân ta thường dùng cách ñổi biến số và nhận xét một số ñặc ñiểm sau . * Cận tích phân , chẵn lẻ , tuần hoàn , cận trên + cận dưới, …. Chúng ta cần phải nhớ những ñẳng thức nầy và xem nó như 1 bổ ñề áp dụng. BÀI TẬP Chứng minh rằng : ( ) ( ) ∫ ∫ −=− 1 0 1 0 11 dxxxdxxx m n n m Bài làm : Xét ( ) ∫ −= 1 0 1 dxxxI n m ðặt : dtdxdxdtxt −=⇒−=⇒−= 1 Thienthi4784@yahoo.com | http://ebook.here.vn - Thư viện sách trực tuyến Trang 9 ðổi cận :    =→= =→= 01 10 tx tx Vậy : ( ) ( ) ( ) ∫ ∫∫ −=−−=−= 0 1 1 0 1 0 111 dtttdtttdxxxI n m n mn m (ñpcm) Chứng minh rằng nếu )(xf là hàm lẻ và liên tục trên ñoạn [ ] aa,− thì : ( ) ∫ − == a a dxxfI 0 Bài làm : ( ) ( ) ( ) 1)( 0 0 ∫ ∫ ∫ − − +== a a a a dxxfdxxfdxxfI Xét ( ) ∫ − 0 a dxxf . ðặt dtdxdxdtxt −=⇒−=⇒−= ðổi cận :    =→= =→−= 00 tx atax V ậy : ( ) ( ) ( ) ∫ ∫∫ −=−= − a a a dttfdttfdxxf 0 0 0 Thế vào (1) ta ñược : 0=I (ñpcm) Tương tự bạn ñọc có thể chứng minh : Nếu )(xf là hàm chẳn và liên tục trên ñoạn [ ] aa,− thì ( ) ( ) ∫ ∫ − == a a a dxxfdxxfI 0 2 Cho 0>a và ( ) xf là hàm chẵn , liên tục và xác ñịnh trên R . Chứng minh rằng : ( ) ( ) ∫ ∫ − = + α α α dxxfdx a xf x 0 1 Bài làm : Xét ( ) dx a xf x ∫ − + 0 1 α . ðặt dtdxdxdtxt −=⇒−=⇒−= ðổi cận :    =→= =→−= 00 tx tx αα Vậy : ( ) ( ) ( ) ∫ ∫∫ + = + − = + − − α α α 0 0 0 111 t t tx a tfa dt a tf dx a xf ( ) ( ) ( ) ( ) ∫ ∫ ∫ − − + + + = + α α α α 0 0 1 111 dx a xf dx a xf dx a xf xxx Thienthi4784@yahoo.com | http://ebook.here.vn - Thư viện sách trực tuyến Trang 10 Thế vào (1) ta ñược : ( ) ( ) ( ) ( ) ∫∫ ∫ ∫ = + + + = + − − αα α α α 0 0 0 111 dxxfdx a xf dx a xfa dx a xf xx x x (ñpcm) Cho hàm số ( ) xf liên tục trên [ ] 1,0 . Chứng minh rằng : ( ) ( ) ∫ ∫ = π π π 0 0 sin 2 sin. dxxfdxxfx Bài làm : Xét ( ) ∫ π 0 sin. dxxfx . ðặt dtdxdxdtxt −=⇒−=⇒−= π ðổi cận :    =→= =→= 0 0 tx tx π π Vậy : ( ) ( ) ( ) [ ] ( ) ( ) ∫ ∫∫ −=−−= π ππ πππ 0 00 sin.sin.sin. dttftdttftdxxfx ( ) ( ) ∫ ∫ −= π π π 0 0 sin.sin dttftdttf ( ) ( ) ( ) ( ) dxxfdxxfx dxxfdxxfx ∫∫ ∫∫ =⇒ =⇒ ππ ππ π π 00 00 sin 2 sin. sinsin.2 Từ bài toán trên , bạn ñọc có thể mở rộng bài toán sau . Nếu hàm số ( ) xf liên tục trên [ ] ba, và ( ) ( ) xfxbaf =−+ . Thì ta luôn có : ( ) ( ) ∫ ∫ + = b a dxxf ba dxxfx π 0 2 . Cho hàm số ( ) xf liên tục,xác ñịnh , tuần hoàn trên R và có chu kì T . Chứng minh rằng : ( ) ( ) ∫ ∫ + = Ta a T dxxfdxxf 0 Bài làm : ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ∫∫∫∫∫ ∫ +++ ++=+= Ta T T a Ta T Ta a T a dxxfdxxfdxxfdxxfdxxfdxxf 0 0 Vậy ta cần chứng minh ( ) ( ) ∫ ∫ + = a Ta T dxxfdxxf 0 Xét ( ) ∫ a dxxf 0 . ðặt dxdtTxt =⇒+=

Ngày đăng: 25/11/2013, 10:47

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan