Tổng hợp lý thuyết và bài tập chuyên đề Tích phân

  1. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Tính tích phân sau:
    \(I=\int\limits^{\frac{\pi}{2}}_0\left(x+1\right)\sin x\text{d}x\)
    • \(I=1\)
    • \(I=2\)
    • \(I=\pi\)
    • \(I=\frac{\pi}{2}\)
    Hướng dẫn giải:

    Dùng phương pháp tích phân từng phần (\(\int uv'=uv-\int u'v\))
    \(\begin{cases}u=x+1\\v'=\sin x\end{cases}\) => \(\begin{cases}u'=1\\v=-\cos x\end{cases}\)
    Suy ra:
    \(I=\int\limits^{\frac{\pi}{2}}_0\left(x+1\right)\sin x\text{d}x=-\left(x+1\right)\cos x|^{\frac{\pi}{2}}_0-\int\limits^{\frac{\pi}{2}}_0\left(-\cos x\right)\text{d}x\)
    \(=-\left(x+1\right)\cos x|^{\frac{\pi}{2}}_0+\sin x|^{\frac{\pi}{2}}_0\)
    \(=2\)
    Đáp số : \(I=2\).
     
  2. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Tính tích phân \(I=\int\limits^e_1x^2\ln x\text{d}x\)
    • \(I=\frac{1}{3}\)
    • \(I=\frac{2}{9}e^3\)
    • \(I=\frac{1}{3}e^3\)
    • \(I=\frac{2}{9}e^3+\frac{1}{9}\)
    Hướng dẫn giải:

    Sử dụng công thức tính tích phân từng phần \(\int uv'=uv-\int u'v\)
    \(\begin{cases}u=\ln x\\v'=x^2\end{cases}\) => \(\begin{cases}u'=\frac{1}{x}\\v=\frac{1}{3}x^3\end{cases}\)
    \(I=\int\limits^e_1x^2\ln x\text{d}x=\frac{1}{3}x^3\ln x|^e_1-\frac{1}{3}\int\limits^e_1x^2\text{d}x\)
    \(=\frac{1}{3}x^3\ln x|^e_1-\frac{1}{3}.\frac{1}{3}x^3|^e_1\)
    \(=\frac{2}{9}e^3+\frac{1}{9}\)
    Đáp số:\(I=\frac{2}{9}e^3+\frac{1}{9}\) .
     
  3. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Tính \(I=\int\limits^1_0\ln\left(1+x\right)\text{d}x\)
    • \(I=2\ln2-1\)
    • \(I=2\ln2+1\)
    • \(I=1\)
    • \(I=\ln2\)
    Hướng dẫn giải:

    Sử dụng công thức tính tích phân từng phần \(\int uv'=uv-\int u'v\)
    \(\begin{cases}u=\ln\left(1+x\right)\\v'=1\end{cases}\) => \(\begin{cases}u'=\frac{1}{1+x}\\v=x\end{cases}\)
    \(I=\int\limits^1_0\ln\left(1+x\right)\text{d}x=x.\ln\left(1+x\right)|^1_0-\int\limits^1_0\frac{x}{1+x}\text{d}x\)
    \(=x.\ln\left(1+x\right)|^1_0-\int\limits^1_0\left(1-\frac{1}{x+1}\right)\text{d}x\)
    \(=x.\ln\left(1+x\right)|^1_0-\left[x-\ln\left(1+x\right)\right]|^1_0\)
    \(=2\ln2-1\)
    Đáp số: \(I=2\ln2-1\).
     
  4. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Tính tích phân \(I=\int\limits^1_0\left(x^2-2x-1\right)e^{-x}\text{d}x\)
    • \(I=1\)
    • \(I=-1\)
    • \(I=e\)
    • \(I=\frac{1}{e}\)
    Hướng dẫn giải:

    Cách 1: Ta tính các nguyên hàm:
    \(I_1=\int x^2e^{-x}\text{d}x\) , \(I_2=\int xe^{-x}\text{d}x\), \(I_3=\int e^{-x}\text{d}x\)
    Ta có: \(I_3=\int e^{-x}\text{d}x=-\int e^{-x}\text{d}\left(-x\right)=-e^{-x}\)
    Để tính \(I_2\), ta đặt:
    \(\begin{cases}u=x\\v'=e^{-x}\end{cases}\) => \(\begin{cases}u'=1\\v=-e^{-x}\end{cases}\)
    => \(I_2=\int xe^{-x}\text{d}x=-xe^{-x}+\int e^{-x}\text{d}x=-xe^{-x}-e^{-x}\)
    Để tính \(I_1\), ta đặt:
    \(\begin{cases}u=x^2\\v=e^{-x}\end{cases}\) => \(\begin{cases}u'=2x\\v=-e^{-x}\end{cases}\)
    => \(I_1=-x^2e^{-x}+2\int xe^{-x}\text{d}x=-x^2e^{-x}+2I_2\)
    \(=-x^2e^{-x}+2\left(-xe^{-x}-e^{-x}\right)\)
    \(=-x^2e^{-x}-2xe^{-x}-2e^{-x}\)
    Vậy ta có:
    \(\int\left(x^2-2x-1\right)e^{-x}\text{d}x=\int x^2e^{-x}\text{d}x-2\int xe^{-x}\text{d}x-\int e^{-x}\text{d}x\)
    \(=I_1-2I_2-I_3\)
    \(=\left(-x^2e^{-x}-2xe^{-x}-2e^{-x}\right)-2\left(-xe^{-x}-e^{-x}\right)+e^{-x}\)
    \(=\left(-x^2+1\right)e^{-x}\)
    Suy ra: \(I=\left(-x^2+1\right)e^{-x}|^1_0=-1\) .
    Đáp số: \(I=-1\).
     
  5. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
  6. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Tính \(I=\int\limits^{\frac{1}{2}}_0\frac{x^3-1}{x^2-1}\text{d}x\)
    • \(I=\frac{1}{4}+\ln\frac{3}{2}\)
    • \(I=\ln\frac{3}{2}\)
    • \(I=\frac{1}{8}\)
    • \(I=\frac{1}{8}+\ln\frac{3}{2}\)
    Hướng dẫn giải:

    \(I=\int\limits^{\frac{1}{2}}_0\frac{x^3-1}{x^2-1}\text{d}x\)
    \(=\int\limits^{\frac{1}{2}}_0\frac{\left(x-1\right)\left(x^2+x+1\right)}{\left(x-1\right)\left(x+1\right)}\text{d}x\)
    \(=\int\limits^{\frac{1}{2}}_0\frac{x^2+x+1}{x+1}\text{d}x\)
    \(=\int\limits^{\frac{1}{2}}_0\frac{x\left(x+1\right)+1}{x+1}\text{d}x\)
    \(=\int\limits^{\frac{1}{2}}_0\left(x+\frac{1}{x+1}\right)\text{d}x\)
    \(=\int\limits^{\frac{1}{2}}_0x\text{d}x+\int\limits^{\frac{1}{2}}_0\frac{1}{x+1}\text{d}\left(x+1\right)\)
    \(=\left[\frac{1}{2}x^2+\ln\left(x+1\right)\right]|^{\frac{1}{2}}_0\)
    \(=\frac{1}{8}+\ln\frac{3}{2}\)
    Chọn D.
     
  7. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Tính \(I=\int\limits^2_1\frac{\ln\left(1+x\right)}{x^2}\text{d}x\)
    • \(I=3\ln\frac{2\sqrt{3}}{3}\)
    • \(I=2\ln\frac{\sqrt{3}}{3}\)
    • \(I=3\ln2\)
    • \(I=3\ln\sqrt{3}\)
    Hướng dẫn giải:

    Đặt: \(\begin{cases}u=\ln\left(1+x\right)\\v'=\frac{1}{x^2}\end{cases}\) => \(\begin{cases}u'=\frac{1}{1+x}\\v=\int x^{-2}\text{d}x=-x^{-1}=-\frac{1}{x}\end{cases}\)
    \(I=-\frac{\ln\left(1+x\right)}{x}|^2_1+\int\limits^2_1\frac{1}{x\left(x+1\right)}\text{d}x\)
    Ta có: \(\int\frac{1}{x\left(x+1\right)}\text{d}x=\int\left[\frac{1}{x}-\frac{1}{x+1}\right]\text{d}x=\ln x-\ln\left(x+1\right)\)
    Suy ra:
    \(I=\left[-\frac{\ln\left(1+x\right)}{x}+\ln x-\ln\left(1+x\right)\right]|^2_1\)
    \(=-\frac{3}{2}\ln3+3\ln2=3\ln\frac{2}{\sqrt{3}}=3\ln\frac{2\sqrt{3}}{3}\)
    Đáp số : \(I=3\ln\frac{2\sqrt{3}}{3}\).
    Kiểm tra
     
  8. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Cho a < b < c, \(\int\limits^b_af\left(x\right)\text{d}x=5\), \(\int\limits^b_cf\left(x\right)\text{d}x=2\) . Tính \(\int\limits^c_af\left(x\right)\text{d}x\) .
    • \(\int\limits^c_af\left(x\right)\text{d}x=-2\)
    • \(\int\limits^c_af\left(x\right)\text{d}x=3\)
    • \(\int\limits^c_af\left(x\right)\text{d}x=8\)
    • \(\int\limits^c_af\left(x\right)\text{d}x=0\)
    Hướng dẫn giải:

    \(\int\limits^c_af\left(x\right)\text{d}x=\int\limits^b_af\left(x\right)\text{d}x+\int\limits^c_bf\left(x\right)\text{d}x\)
    \(=\int\limits^b_af\left(x\right)\text{d}x-\int\limits^b_cf\left(x\right)\text{d}x=5-2=3\)
    Chọn B.
     
  9. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
  10. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Trong các khẳng định sau, khẳng định nào sai ?
    • \(\left(\tan x-x\right)'=\tan^2x\)
    • \(\int\limits^{\frac{\pi}{4}}_0x\tan^2xdx=x\left(\tan x-x\right)|^{\frac{\pi}{4}}_0-\int\limits^{\frac{\pi}{4}}_0\left(\tan x-x\right)dx\)
    • \(\int\limits^{\frac{\pi}{4}}_0x\tan^2xdx=\frac{\pi}{4}\left(1-\frac{\pi}{4}\right)+\int\limits^{\frac{\pi}{4}}_0\frac{d\cos x}{\cos x}+\int\limits^{\frac{\pi}{4}}_0xdx\)
    • \(\int\limits^{\frac{\pi}{4}}_0x\tan^2dx=\frac{\pi}{4}+\frac{\pi^2}{32}-\frac{1}{2}\ln2\)
    Hướng dẫn giải:

    Ta kiểm tra:
    *) \(\left(\tan x-x\right)'=\frac{1}{\cos^2x}-1=\frac{1-\cos^2x}{\cos^2x}=\frac{\sin^2x}{\cos^2x}=\tan^2x\)
    *) Đặt \(\begin{cases}u=x\\v'=\tan^2x\end{cases}\) => \(\begin{cases}u'=1\\v=\int\tan^2x\text{d}x=\tan x-x\end{cases}\)
    (chú ý dựa vào ý trên \(\left(\tan x-x\right)'=\tan^2x\))
    Vậy \(\int\limits^{\frac{\pi}{4}}_0x\tan^2xdx=x\left(\tan x-x\right)|^{\frac{\pi}{4}}_0-\int\limits^{\frac{\pi}{4}}_0\left(\tan x-x\right)dx\)
    \(=\frac{\pi}{4}\left(1-\frac{\pi}{4}\right)-\int\limits^{\frac{\pi}{4}}_0\frac{-\text{d}\left(\cos x\right)}{\cos x}+\int\limits^{\frac{\pi}{4}}_0x\text{d}x\)
    \(=\frac{\pi}{4}\left(1-\frac{\pi}{4}\right)+\ln\cos x|^{\frac{\pi}{4}}_0+\frac{x^2}{2}|^{\frac{\pi}{4}}_0\)
    \(=\frac{\pi}{4}-\frac{\pi^2}{32}-\frac{1}{2}\ln2\)
    Vậy \(\int\limits^{\frac{\pi}{4}}_0x\tan^2dx=\frac{\pi}{4}+\frac{\pi^2}{32}-\frac{1}{2}\ln2\) là khẳng định sai.