1 CHUYÊN ĐỀ TÍCH PHÂN CƠNG THỨC Bảng nguyên hàm Nguyên hàm của những hàm số sơ cấp thƣờng gặp Nguyên hàm của những hàm số thƣờng gặp Nguyên hàm của những hàm số hợp Cxdx 1 1 1 C x dxx 0ln xCxx dx Cedxe xx 10 ln aCa a dxa x x Cxxdx sincos Cxxdx cossin Cxdx x tancos 1 2 Cxdx x cotsin 1 2 Cbax a baxd 1 1 1 1 1 C bax a dxbax 0ln 1 xCbax abax dx Ce a dxe baxbax 1 Cbax a dxbax sin 1 cos Cbax a dxbax cos 1 sin Cbax a dx bax tan 1 cos 1 2 Cbax a dx bax cot 1 sin 1 2 Cudu 1 1 1 C u duu 0ln uCuu du Cedue uu 10 ln aCa a dxa u u Cuudu sincos Cuudu cossin Cudu u tancos 1 2 Cudu u cotsin 1 2 I. ĐỔI BIẾN SỐ TĨM TẮT GIÁO KHOA VÀ PHƢƠNG PHÁP GIẢI TỐN 1. Đổi biến số dạng 2 Để tính tích phân b / a f[u(x)]u (x)dx ta thực hiện các bước sau: Bƣớc 1. Đặt t = u(x) và tính /dt u (x)dx . Bƣớc 2. Đổi cận: x a t u(a) , x b t u(b) . Bƣớc 3. b / a f[u(x)]u (x)dx f(t)dt . Ví dụ 7. Tính tích phân 2e e dx I x ln x . Giải Đặt dx t ln x dt x 2x e t 1, x e t 2 2 2 1 1 dt I ln t ln 2 t . Vậy I ln2 . 2 Ví dụ 8. Tính tích phân 4 3 0 cos x I dx (sin x cos x) . Hƣớng dẫn: 4 4 3 3 2 0 0 cos x 1 dx I dx . (sin x cos x) (tan x 1) cos x . Đặt t tan x 1 ĐS: 3 I 8 . Ví dụ 9. Tính tích phân 3 1 2 dx I (1 x) 2x 3 . Hƣớng dẫn: Đặt t 2x 3 ĐS: 3 I ln 2 . Ví dụ 10. Tính tích phân 1 0 3 x I dx 1 x . Hƣớng dẫn: Đặt 3 2 2 2 1 3 x t dt t 8 1 x (t 1) ; đặt t tanu ĐS: I 3 2 3 . Chú ý: Phân tích 1 0 3 x I dx 1 x , rồi đặt t 1 x sẽ tính nhanh hơn. 2. Đổi biến số dạng 1 Cho hàm số f(x) liên tục trên đoạn [a;b], để tính ( ) b a f x dx ta thực hiện các bước sau: Bƣớc 1. Đặt x = u(t) và tính / ( )dx u t dt . Bƣớc 2. Đổi cận: , x a t x b t . Bƣớc 3. /( ) [ ( )] ( ) ( ) b a f x dx f u t u t dt g t dt . Ví dụ 1. Tính tích phân 1 2 2 0 1 I dx 1 x . Giải Đặt x sin t, t ; dx cos tdt 2 2 1 x 0 t 0, x t 2 6 3 6 6 2 0 0 cos t cos t I dt dt cos t1 sin t 6 6 0 0 dt t 0 6 6 . Vậy I 6 . Ví dụ 2. Tính tích phân 2 2 0 I 4 x dx . Hƣớng dẫn: Đặt x 2sin t ĐS: I . Ví dụ 3. Tính tích phân 1 2 0 dx I 1 x . Giải Đặt 2x tan t, t ; dx (tan x 1)dt 2 2 x 0 t 0, x 1 t 4 4 42 2 0 0 tan t 1 I dt dt 41 tan t . Vậy I 4 . Ví dụ 4. Tính tích phân 3 1 2 0 dx I x 2x 2 . Hƣớng dẫn: 3 1 3 1 2 2 0 0 dx dx I x 2x 2 1 (x 1) . Đặt x 1 tan t ĐS: I 12 . Ví dụ 5. Tính tích phân 2 2 0 dx I 4 x . ĐS: I 2 . Ví dụ 6. Tính tích phân 3 1 2 0 dx I x 2x 2 . ĐS: I 12 . 3. Các dạng đặc biệt 3.1. Dạng lƣợng giác Ví dụ 11 (bậc sin lẻ). Tính tích phân 2 2 3 0 I cos x sin xdx . Hƣớng dẫn: 4 Đặt t cos x ĐS: 2 I 15 . Ví dụ 12 (bậc cosin lẻ). Tính tích phân 2 5 0 I cos xdx . Hƣớng dẫn: Đặt t sin x ĐS: 8 I 15 . Ví dụ 13 (bậc sin và cosin chẵn). Tính tích phân 2 4 2 0 I cos x sin xdx . Giải 2 2 4 2 2 2 0 0 1 I cos x sin xdx cos x sin 2xdx 4 2 2 2 0 0 1 1 (1 cos 4x)dx cos 2x sin 2xdx 16 4 2 2 2 0 0 1 1 (1 cos 4x)dx sin 2xd(sin 2x) 16 8 3 2 0 x 1 sin 2x sin 4x 16 64 24 32 . Vậy I 32 . Ví dụ 14. Tính tích phân 2 0 dx I cos x sin x 1 . Hƣớng dẫn: Đặt x t tan 2 . ĐS: I ln2 . Biểu diễn các hàm số LG theo tan 2 a t : 2 2 2 2 2 1 2 sin ; cos ; tan . 1 1 1 t t t a a a t t t 3.2. Dạng liên kết Ví dụ 15. Tính tích phân 0 xdx I sin x 1 . Giải Đặt x t dx dt x 0 t , x t 0 0 0 ( t)dt t I dt sin( t) 1 sin t 1 sin t 1 0 0 dt dt I I sin t 1 2 sin t 1 2 2 0 0 dt dt tt t2 4 cossin cos 2 42 2 2 00 t d 2 4 t tan 2 t 2 2 4 cos 2 4 . 5 Vậy I . Tổng quát: 0 0 xf(sin x)dx f(sin x)dx 2 . Ví dụ 16. Tính tích phân 2 2007 2007 2007 0 sin x I dx sin x cos x . Giải Đặt x t dx dt 2 x 0 t , x t 0 2 2 20070 2007 2007 2 sin t 2I dx sin t cos t 2 2 2 2007 2007 2007 0 cos t dx J sin t cos t (1). Mặt khác 2 0 I J dx 2 (2). Từ (1) và (2) suy ra I 4 . Tổng quát: 2 2n n n n n n 0 0 sin x cos x dx dx , n sin x cos x sin x cos x 4 . Ví dụ 17. Tính tích phân 6 2 0 sin x I dx sin x 3 cos x và 6 2 0 cos x J dx sin x 3 cos x . Giải I 3J 1 3 (1). 6 6 0 0 dx 1 dx I J dx 2sin x 3 cos x sin x 3 Đặt t x dt dx 3 1 I J ln 3 4 (2). Từ (1) và (2) 3 1 3 1 1 3 I ln 3 , J ln 3 16 4 16 4 . Ví dụ 18. Tính tích phân 1 2 0 ln(1 x) I dx 1 x . Giải Đặt 2x tan t dx (1 tan t)dt x 0 t 0, x 1 t 4 4 4 2 2 0 0 ln(1 tan t) I 1 tan t dt ln(1 tan t)dt 1 tan t . 6 Đặt t u dt du 4 t 0 u , t u 0 4 4 04 0 4 I ln(1 tan t)dt ln 1 tan u du 4 4 4 0 0 1 tan u 2 ln 1 du ln du 1 tan u 1 tan u 4 4 0 0 ln 2du ln 1 tan u du ln 2 I 4 . Vậy I ln2 8 . Ví dụ 19. Tính tích phân 4 x 4 cos x I dx 2007 1 . Hƣớng dẫn: Đặt x t ĐS: 2 I 2 . Tổng quát: Với a > 0 , 0 , hàm số f(x) chẵn và liên tục trên đoạn ; thì x 0 f(x) dx f(x)dx a 1 . Ví dụ 20. Cho hàm số f(x) liên tục trên và thỏa f( x) 2f(x) cos x . Tính tích phân 2 2 I f(x)dx . Giải Đặt 2 2 J f( x)dx , x t dx dt x t , x t 2 2 2 2 2 2 2 2 I f( t)dt J 3I J 2I f( x) 2f(x) dx 2 2 0 2 cos xdx 2 cos xdx 2 . 7 2 I 3 Vậy . a > 0 3.3. Các kết quả cần nhớ i/ Với f(x), hàm số a a f(x)dx 0lẻ và liên tục trên đoạn [–a; a] thì . a > 0ii/ Với f(x), hàm số a a a 0 f(x)dx 2 f(x)dxchẵn và liên tục trên đoạn [–a; a] thì . 2 2 n n 0 0 (n 1)!! , n !!cos xdx sin xdx (n 1)!! . , n !! 2 nếu n lẻ nếu n chẵn iii/ Cơng thức Walliss (dùng cho trắc nghiệm) . Trong đĩ 0!! 1; 1!! 1; 2!! 2; 3!! 1.3; 4!! 2.4; 5!! 1.3.5; 6!! 2.4.6; 7 !! 1.3.5.7; 8!! 2.4.6.8; 9!! 1.3.5.7.9; 10!! 2.4.6.8.10 n!! đọc là n walliss và được định nghĩa dựa vào n lẻ hay chẵn. Chẳng hạn: !! 1; 2 ! 2; 3 !! 1.3; 4 !! 2.4; 5 !! 1 3 . ; 7 ! 1.3.5.7; 8 !! 2.4.6.8; 9 !! 1 3 ; 0 ! 2.4.6.8.10. 2 11 0 10!! 2.4.6.8.10 256 cos xdx 11!! 1.3.5.7.9.11 693 Ví dụ 21. . 2 10 0 9!! 1.3.5.7.9 63 sin xdx . . 10 !! 2 2.4.6.8.10 2 512 Ví dụ 22. . u(x), v(x) II. TÍCH PHÂN TỪNG PHẦN 1. Cơng thức Cho hai hàm số / / / // /uv u v uv uv dx u vdx uv dx b b b a a a d uv vdu udv d(uv) vdu udv b b b b b b a a a a a a uv vdu udv udv uv vdu liên tục và cĩ đạo hàm trên đoạn [a; b]. Ta cĩ v d(uv) vdu udv . b b b a a a udv uv vdu Cơng thức: (1). b b b/ / a a a f(x)g (x)dx f(x)g(x) f (x)g(x)dx Cơng thức (1) cịn đƣợc viết dƣới dạng: (2). b a f(x)g(x)dx 2. Phƣơng pháp giải tốn Giả sử cần tính tích phân ta thực hiện Cách 1. 8 Bƣớc 1. Đặt u f(x), dv g(x)dx (hoặc ngược lại) sao cho dễ tìm nguyên hàm v(x) và vi phân /du u (x)dx khơng quá phức tạp. Hơn nữa, tích phân b a vdu phải tính được. Bƣớc 2. Thay vào cơng thức (1) để tính kết quả. Đặc biệt: i/ Nếu gặp b b b ax a a a P(x)sin axdx, P(x)cos axdx, e .P(x)dx với P(x) là đa thức thì đặt u P(x). ii/ Nếu gặp b a P(x) ln xdx thì đặt u ln x . Cách 2. Viết lại tích phân b b / a a f(x)g(x)dx f(x)G (x)dx và sử dụng trực tiếp cơng thức (2). Ví dụ 1. Tính tích phân 1 x 0 I xe dx . Giải Đặt x x u x du dx dv e dx v e (chọn C 0 ) 1 1 11x x x x 0 0 0 0 xe dx xe e dx (x 1)e 1. Ví dụ 2. Tính tích phân e 1 I x ln xdx . Giải Đặt 2 dx duu ln x x dv xdx x v 2 e ee2 2 11 1 x 1 e 1 x ln xdx ln x xdx 2 2 4 . Ví dụ 3. Tính tích phân 2 x 0 I e sin xdx . Giải Đặt x x u sin x du cos xdx dv e dx v e 2 2 x x x2 2 0 0 0 I e sin xdx e sin x e cos xdx e J . Đặt x x u cos x du sin xdx dv e dx v e 9 2 2 x x x2 0 0 0 J e cos xdx e cos x e sin xdx 1 I 2 2 e 1 I e ( 1 I) I 2 . Chú ý: Đơi khi ta phải đổi biến số trước khi lấy tích phân từng phần. Ví dụ 7. Tính tích phân 2 4 0 I cos xdx . Hƣớng dẫn: Đặt t x 2 0 I 2 t cos tdt 2 . Ví dụ 8. Tính tích phân e 1 I sin(ln x)dx . ĐS: (sin1 cos1)e 1 I 2 . III. TÍCH PHÂN CHỨA GIÁ TRỊ TUYỆT ĐỐI Phƣơng pháp giải tốn 1. Dạng 1 Giả sử cần tính tích phân b a I f(x) dx , ta thực hiện các bước sau Bƣớc 1. Lập bảng xét dấu (BXD) của hàm số f(x) trên đoạn [a; b], giả sử f(x) cĩ BXD: x a 1x 2x b f(x) 0 0 Bƣớc 2. Tính 1 2 1 2 b x x b a a x x I f(x) dx f(x)dx f(x)dx f(x)dx . Ví dụ 9. Tính tích phân 2 2 3 I x 3x 2 dx . Giải Bảng xét dấu x 3 1 2 2x 3x 2 0 0 1 2 2 2 3 1 59 I x 3x 2 dx x 3x 2 dx 2 . Vậy 59 I 2 . 10 Ví dụ 10. Tính tích phân 2 2 0 I 5 4 cos x 4 sin xdx . ĐS: I 2 3 2 6 . 2. Dạng 2 Giả sử cần tính tích phân b a I f(x) g(x) dx , ta thực hiện Cách 1. Tách b b b a a a I f(x) g(x) dx f(x) dx g(x) dx rồi sử dụng dạng 1 ở trên. Cách 2. Bƣớc 1. Lập bảng xét dấu chung của hàm số f(x) và g(x) trên đoạn [a; b]. Bƣớc 2. Dựa vào bảng xét dấu ta bỏ giá trị tuyệt đối của f(x) và g(x). Ví dụ 11. Tính tích phân 2 1 I x x 1 dx . Giải Cách 1. 2 2 2 1 1 1 I x x 1 dx x dx x 1 dx 0 2 1 2 1 0 1 1 xdx xdx (x 1)dx (x 1)dx 0 2 1 22 2 2 2 1 0 1 1 x x x x x x 0 2 2 2 2 . Cách 2. Bảng xét dấu x –1 0 1 2 x – 0 + + x – 1 – – 0 + 0 1 2 1 0 1 I x x 1 dx x x 1 dx x x 1 dx 120 2 1 10 x x x x 0 . Vậy I 0 . 3. Dạng 3 Để tính các tích phân b a I max f(x), g(x) dx và b a J min f(x), g(x) dx , ta thực hiện các bước sau: Bƣớc 1. Lập bảng xét dấu hàm số h(x) f(x) g(x) trên đoạn [a; b]. Bƣớc 2. + Nếu h(x) 0 thì max f(x), g(x) f(x) và min f(x), g(x) g(x) . + Nếu h(x) 0 thì max f(x), g(x) g(x) và min f(x), g(x) f(x) . 11 Ví dụ 12. Tính tích phân 4 2 0 I max x 1, 4x 2 dx . Giải Đặt 2 2h(x) x 1 4x 2 x 4x 3 . Bảng xét dấu x 0 1 3 4 h(x) + 0 – 0 + 1 3 4 2 2 0 1 3 80 I x 1 dx 4x 2 dx x 1 dx 3 . Vậy 80 I 3 . Ví dụ 13. Tính tích phân 2 x 0 I min 3 , 4 x dx . Giải Đặt x xh(x) 3 4 x 3 x 4 . Bảng xét dấu x 0 1 2 h(x) – 0 + 1 2 21x 2 x 0 10 1 3 x 2 5 I 3 dx 4 x dx 4x ln 3 2 ln 3 2 . Vậy 2 5 I ln 3 2 . IV. BẤT ĐẲNG THỨC TÍCH PHÂN Phƣơng pháp giải tốn 1. Dạng 1 Để chứng minh b a f(x)dx 0 (hoặc b a f(x)dx 0 ) ta chứng minh f(x) 0 (hoặc f(x) 0 ) với x a; b . Ví dụ 14. Chứng minh 1 3 6 0 1 x dx 0 . Giải Với 1 3 36 6 6 0 x 0; 1 : x 1 1 x 0 1 x dx 0 . 2. Dạng 2 Để chứng minh b b a a f(x)dx g(x)dx ta chứng minh f(x) g(x) với x a; b . Ví dụ 15. Chứng minh 2 2 10 11 0 0 dx dx 1 sin x 1 sin x . Giải Với 11 10x 0; : 0 sin x 1 0 sin x sin x 2 12 10 11 10 11 1 1 1 sin x 1 sin x 0 1 sin x 1 sin x . Vậy 2 2 10 11 0 0 dx dx 1 sin x 1 sin x . 3. Dạng 3 Để chứng minh b a A f(x)dx B ta thực hiện các bước sau Bƣớc 1. Tìm giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của f(x) trên đoạn [a; b] ta được m f(x) M . Bƣớc 2. Lấy tích phân b a A m(b a) f(x)dx M(b a) B . Ví dụ 16. Chứng minh 1 2 0 2 4 x dx 5 . Giải Với 2 2x 0; 1 : 4 4 x 5 2 4 x 5 . Vậy 1 2 0 2 4 x dx 5 . Ví dụ 17. Chứng minh 3 4 2 4 dx 4 23 2 sin x . Giải Với 2 3 2 1 x ; : sin x 1 sin x 1 4 4 2 2 2 2 1 1 1 3 2 sin x 2 1 2 3 2 sin x 3 4 2 4 1 3 dx 3 1 2 4 4 4 43 2 sin x . Vậy 3 4 2 4 dx 4 23 2 sin x . Ví dụ 18. Chứng minh 3 4 3 cotx 1 dx 12 x 3 . Giải Xét hàm số cotx f(x) , x ; x 4 3 ta cĩ 2 / 2 x cotx sin xf (x) 0 x ; 4 3x 13 f f(x) f x ; 3 4 4 3 3 cotx 4 x ; x 4 3 3 4 3 cotx 4 dx 3 4 x 3 4 . Vậy 3 4 3 cotx 1 dx 12 x 3 . 4. Dạng 4 (tham khảo) Để chứng minh b a A f(x)dx B (mà dạng 3 khơng làm được) ta thực hiện Bƣớc 1. Tìm hàm số g(x) sao cho b b a a f(x) g(x) x a; b f(x)dx B g(x)dx B . Bƣớc 2. Tìm hàm số h(x) sao cho b b a a h(x) f(x) x a; b A f(x)dx h(x)dx A . Ví dụ 19. Chứng minh 2 2 2007 0 2 dx 2 41 x . Giải Với 2007 2 2 1 x 0; : 0 x x 2 2 2 2007 2007 2 1 1 1 1 x 1 x 1 1 2 1 x 1 x 2 2 2 2 2 2 2007 2 0 0 0 dx dx dx 1 x 1 x . Đặt x sin t dx cos tdt 2 x 0 t 0, x t 2 4 2 2 4 2 0 0 dx cos tdt cos t 41 x . Vậy 2 2 2007 0 2 dx 2 41 x . 14 Ví dụ 20. Chứng minh 1 2 0 3 1 xdx 2 1 4 2x 2 1 . Giải Với 2x 0; 1 : 2 1 x 2 1 3 1 2 x x x 3 1 2 1x 2 1 1 1 1 2 0 0 0 xdx xdx xdx 3 1 2 1x 2 1 . Vậy 1 2 0 3 1 xdx 2 1 4 2x 2 1 . V. ỨNG DỤNG CỦA TÍCH PHÂN A. TÍNH DIỆN TÍCH HÌNH PHẲNG 1. Diện tích hình thang cong Cho hàm số f(x) liên tục trên đoạn [a; b]. Diện tích hình thang cong giới hạn bởi các đường y f(x), x a, x b và trục hồnh là b a S f(x) dx . Phƣơng pháp giải tốn Bƣớc 1. Lập bảng xét dấu hàm số f(x) trên đoạn [a; b]. Bƣớc 2. Dựa vào bảng xét dấu tính tích phân b a f(x) dx . Ví dụ 1. Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi y ln x, x 1, x e và Ox. Giải Do ln x 0 x 1; e nên e e e 1 1 1 S ln x dx ln xdx x ln x 1 1. Vậy S 1 (đvdt). Ví dụ 2. Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi 2y x 4x 3, x 0, x 3 và Ox. Giải Bảng xét dấu x 0 1 3 y – 0 + 0 1 3 2 2 0 1 S x 4x 3 dx x 4x 3 dx 1 33 3 2 2 0 1 x x 8 2x 3x 2x 3x 3 3 3 . Vậy 8 S 3 (đvdt). 2. Diện tích hình phẳng 2.1. Trƣờng hợp 1. 15 Cho hai hàm số f(x) và g(x) liên tục trên đoạn [a; b]. Diện tích hình phẳng giới hạn bởi các đường y f(x), y g(x), x a, x b là b a S f(x) g(x) dx . Phƣơng pháp giải tốn Bƣớc 1. Lập bảng xét dấu hàm số f(x) g(x) trên đoạn [a; b]. Bƣớc 2. Dựa vào bảng xét dấu tính tích phân b a f(x) g(x) dx . 2.2. Trƣờng hợp 2. Cho hai hàm số f(x) và g(x) liên tục trên đoạn [a; b]. Diện tích hình phẳng giới hạn bởi các đường y f(x), y g(x) là S f(x) g(x) dx . Trong đĩ , là nghiệm nhỏ nhất và lớn nhất của phương trình f(x) g(x) a b . Phƣơng pháp giải tốn Bƣớc 1. Giải phương trình f(x) g(x) . Bƣớc 2. Lập bảng xét dấu hàm số f(x) g(x) trên đoạn ; . Bƣớc 3. Dựa vào bảng xét dấu tính tích phân f(x) g(x) dx . Ví dụ 3. Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi các đường 3 2y x 11x 6, y 6x , x 0, x 2 . Giải Đặt 3 2 3 2h(x) (x 11x 6) 6x x 6x 11x 6 h(x) 0 x 1 x 2 x 3 (loại). Bảng xét dấu x 0 1 2 h(x) – 0 + 0 1 2 3 2 3 2 0 1 S x 6x 11x 6 dx x 6x 11x 6 dx 1 24 2 4 2 3 3 0 1 x 11x x 11x 5 2x 6x 2x 6x 4 2 4 2 2 . Vậy 5 S 2 (đvdt). Ví dụ 4. Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi các đường 3 2y x 11x 6, y 6x . Giải Đặt 3 2 3 2h(x) (x 11x 6) 6x x 6x 11x 6 h(x) 0 x 1 x 2 x 3 . Bảng xét dấu x 1 2 3 h(x) 0 + 0 – 0 2 3 3 2 3 2 1 2 S x 6x 11x 6 dx x 6x 11x 6 dx 16 2 34 2 4 2 3 3 1 2 x 11x x 11x 1 2x 6x 2x 6x 4 2 4 2 2 . Vậy 1 S 2 (đvdt). Chú ý: Nếu trong đoạn ; phương trình f(x) g(x) khơng cịn nghiệm nào nữa thì ta cĩ thể dùng cơng thức f(x) g(x) dx f(x) g(x) dx . Ví dụ 5. Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi 3y x , y 4x . Giải Ta cĩ 3x 4x x 2 x 0 x 2 0 2 3 3 2 0 S x 4x dx x 4x dx 0 24 4 2 2 2 0 x x 2x 2x 8 4 4 . Vậy S 8 (đvdt). Ví dụ 6. Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi 2y x 4 x 3 và trục hồnh. Giải Ta cĩ 2 2x 4 x 3 0 t 4t 3 0, t x 0 t 1 x 1 x 1 t 3 x 3 x 3 3 3 2 2 3 0 S x 4 x 3 dx 2 x 4x 3 dx 1 3 2 2 0 1 2 x 4x 3 dx x 4x 3 dx 1 33 3 2 2 0 1 x x 16 2 2x 3x 2x 3x 3 3 3 . Vậy 16 S 3 (đvdt). Ví dụ 7. Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi 2y x 4x 3 và y x 3 . Giải Phương trình hồnh độ giao điểm 2x 4x 3 x 3 2 2 x 3 0 x 0 x 4x 3 x 3 x 5 x 4x 3 x 3 . Bảng xét dấu x 0 1 3 5 2x 4x 3 + 0 – 0 + 17 1 3 5 2 2 2 0 1 3 S x 5x dx x 3x 6 dx x 5x dx 1 3 53 2 3 2 3 2 0 1 3 x 5x x 3x x 5x 109 6x 3 2 3 2 3 2 6 . Vậy 109 S 6 (đvdt). Ví dụ 8. Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi 2y x 1 , y x 5 . Giải Phương trình hồnh độ giao điểm 2 2x 1 x 5 t 1 t 5, t x 0 2 2 t x 0 t x 0 t 1 t 5 x 3 t 3 t 1 t 5 3 3 2 2 3 0 S x 1 x 5 dx 2 x 1 x 5 dx Bảng xét dấu x 0 1 3 2x 1 – 0 + 1 3 2 2 0 1 S 2 x x 4 dx x x 6 dx 1 33 2 3 2 0 1 x x x x 73 2 4x 6x 3 2 3 2 3 . Vậy 73 S 3 (đvdt). Chú ý: Nếu hình phẳng được giới hạn từ 3 đường trở lên thì vẽ hình (tuy nhiên thi ĐH thì khơng cĩ). B. TÍNH THỂ TÍCH KHỐI TRÕN XOAY 1. Trƣờng hợp 1. Thể tích khối trịn xoay do hình phẳng giới hạn bởi các đường y f(x) 0 x a;b , y 0 , x a và x b (a b) quay quanh trục Ox là b 2 a V f (x)dx . Ví dụ 9. Tính thể tích hình cầu do hình trịn 2 2 2(C) : x y R quay quanh Ox. Giải Hồnh độ giao điểm của (C) và Ox là 2 2x R x R . Phương trình 2 2 2 2 2 2(C) : x y R y R x R R 2 2 2 2 R 0 V R x dx 2 R x dx R3 3 2 0 x 4 R 2 R x 3 3 . 18 Vậy 34 R V 3 (đvtt). 2. Trƣờng hợp 2. Thể tích khối trịn xoay do hình phẳng giới hạn bởi các đường x g(y) 0 y c;d , x 0 , y c và y d (c d) quay quanh trục Oy là d 2 c V g (y)dy . Ví dụ 10. Tính thể tích hình khối do ellipse 2 2 2 2 x y (E) : 1 a b quay quanh Oy. Giải Tung độ giao điểm của (E) và Oy là 2 2 y 1 y b b . Phương trình 2 2 2 2 2 2 2 2 2 x y a y (E) : 1 x a a b b b b2 2 2 2 2 2 2 2 b 0 a y a y V a dy 2 a dy b b R2 3 2 2 2 0 a y 4 a b 2 a y 33b . Vậy 24 a b V 3 (đvtt). 3. Trƣờng hợp 3. Thể tích khối trịn xoay do hình phẳng giới hạn bởi các đường y f(x), y g(x) , x a và x b (a b, f(x) 0,g(x) 0 x a; b ) quay quanh trục Ox là b 2 2 a V f (x) g (x) dx . Ví dụ 11. Tính thể tích hình khối do hình phẳng giới hạn bởi các đường 2y x , 2y x quay quanh Ox. Giải Hồnh độ giao điểm 4 x 0 x 0 x 1x x . 1 1 4 4 0 0 V x x dx x x dx 1 5 2 0 1 1 3 x x 5 2 10 . Vậy 3 V 10 (đvtt). 4. Trƣờng hợp 4. Thể tích khối trịn xoay do hình phẳng giới hạn bởi các đường x f(y), x g(y) , y c và y d (c d, f(y) 0,g(y) 0 y c; d ) quay quanh trục Oy là d 2 2 c V f (y) g (y) dy . Ví dụ 12. Tính thể tích hình khối do hình phẳng giới hạn bởi các đường 2x y 5 , x 3 y quay quanh Oy. 19 Giải Tung độ giao điểm 2 y 1 y 5 3 y y 2 . 2 2 22 1 V y 5 3 y dy 2 4 2 1 y 11y 6y 16 dy 25 3 2 1 y 11y 153 3y 16y 5 3 5 . Vậy 153 V 5 (đvtt). VI. TÍCH PHÂN CHỨA TỔ HỢP 1. Tính I= 1 10 0 1 x dx Áp dụng kết quả đĩ hãy tính tổng sau: 1 2 10 10 10 10 1 1 1 1 ... 2 3 11 S C C C 2. Tính: 1 19 0 1I x x dx . Áp dụng kết quả đĩ hãy tính tổng sau: 0 1 2 18 19 19 19 19 19 19 1 1 1 1 1 ... 2 3 4 20 21 S C C C C C . 3. Chứng minh rằng: 1 1 21 1 1 2 11 ... 2 3 1 1 n n n n nC C C n n BÀI TẬP TỰ GIẢI 1. Tìm nguyên hàm F(x) của hàm số f(x)= sin cos sin cos x x x x , biết rằng ln2 4 F 2. Tính các tích phân sau: A= 2 1 2 5-7 e x x dx x B= 2 2 -2 -1x dx C= 2 0 2 ln 2x dx 3. Tính các tích phân sau: A= 3 3 cos 0 sinxe xdx B= 4 1 ln e x dx x C * = 2 3 2 5 4 dx x x D * = 2 1 1 -1 x dx x 4. Tính các tích phân sau: I= 1 sin(ln )e x dx x J= 4 2 6 sin cot dx x x K= 10 1 lg xdx L= ln 5 ln 3 2 3 x x dx e e M= 2 2 2 0 sin 2 cos 4sin xdx x x N= 2 2 1 - 9 dx x C= 2 2 2 0 sin 2 (1 cos ) x dx x 5. Tính các tích phân sau: 20 A= 1 2 0 4 - dx x B= 3 2 3 3 dx x C= 4 2 0 16- dxx D= ln 2 0 1- 1 x x e dx e E= 3 2 2 2 1 dx x 6. Tính các tích phân sau: A= 2 1 ln e x dx x B * = 2 0 sin 1 cos x x dx x C * = 2 2 1 ln x dx x D * = 1 cos(ln ) e x dx E= 2 4 3 1 3 2x x dx x 1 2 * 4 1 1 1 x F dx x 7
Tài liệu đính kèm: