1. Giải bài 1 trang 112 SGK Giải tích 12
Tính các tích phân sau
a) ∫12−123√(1−x)2dx
b) ∫π20sin(π4−x)dx
c) ∫2121x(x+1)dx
d) ∫20x(x+1)2dx
e) ∫2121−3x(x+1)2dx
g) ∫π2−π2sin3xcos5xdx
Phương pháp giải
Sử dụng các công thức nguyên hàm mở rộng để tính
Hướng dẫn giải
Câu a
Đặt u=1−x ta có du=−dx
Khi x=−12 thì u=32; khi x=12 thì u=12. Do đó:
∫12−123√(1−x)2dx =−∫12323√u2du=∫3212u32du=35u53∣∣∣3212
=35u3√u2∣∣∣3212=35(323√94−123√14)=3103√4(33√9−1)
Câu b
Đặt u=π4−x ta có du=−dx
Khi x = 0 thì u=π4; khi x=π2 thì u=−π4. Do đó:
∫π20sin(π4−x)dx=−∫−π4π4sinu.du
=−∫π4−π4sinu.du=−cosu∣∣∣π4−π4
=−(cosπ4−cos(−π4))=0
Vậy ∫π20sin(π4−x)dx=0.
Câu c
Ta có
1x(x+1)=1x−1x+1. Do đó:
∫212dxx(x+1)=∫212(1x−1x+1)dx=∫212dxx−∫212dxx+1
=∫212dxx−∫212d(x+1)x+1=ln|x|∣∣∣212−ln|x+1|∣∣∣212
=ln2−ln12−ln3−ln32=ln2.
Câu d
∫20x(x+1)2dx=∫20(x2+2x2+x)dx
=(x44+23x3+12x2)∣∣∣20=4+163+2=343
Câu e
Đặt u = x + 1 ta có du = dx và x = u - 1
Khi x=12 thì u=32; khi x=2 thì u=3. Do đó:
∫2121−3x(x+1)2dx=∫3321−3(u−1)u2du=∫3324−3uu2du
=4∫332−3∫332duu=−4u∣∣∣332−3ln.u∣∣∣332
=−(43−432)−3(ln3−ln32)=43−3ln2
Câu g
Ta có: sin3x.cos5x=12(sin8x−sin2x)
Do đó
∫π2−π2sin3x.cos5xdx=12∫π2−π2(sin8x−sin2x)dx
=12∫π2−π2sin8xdx−12∫π2−π2sin2xdx
=−116cos8x∣∣∣π2−π2+14cos2x∣∣∣π2−π2
=−116[cos4π−cos(−4π)]+14[cosπ−cos(−π)]
=−116(1−1)+14(−1+1)=0
2. Giải bài 2 trang 112 SGK Giải tích 12
Tính các tích phân sau:
a) ∫20|1−x|dx
b) ∫π20sin2xdx
c) ∫ln20e2x+1+1exdx
d) ∫π0sin2xcos2xdx
Phương pháp giải
a) Phá dấu giá trị tuyệt đối
b) Sử dụng công thức hạ bậc: sin2x=1−cos2x2
c) Chia tử cho mẫu và sử dụng công thức: ∫eax+bdx=1aeax+b+C
d) Sử dụng công thức hạ bậc: cos2x=1+cos2x2.
Hướng dẫn giải
Câu a
Ta có: |1−x|=[1−xkhix≤1x−1khix>1
⇒∫20|1−x|dx=∫10|1−x|dx+∫21|1−x|dx
=∫10(1−x)dx+∫21(x−1)dx
=(x−x22)∣∣∣10+(x22−x)∣∣∣21=12+12=1
Câu b
π2∫0sin2xdx=12π2∫0(1−cos2x)dx=12(x−sin2x2)∣∣∣π20=12.π2=π4
Câu c
ln2∫0e2x+1+1exdx=ln2∫0(e2x+1−x+e−x)dx=ln2∫0(ex+1+e−x)dx=(ex+1−e−x)∣∣ln20=eln2+1−e−ln2−(e−1)
=eln2.e1−(eln2)−1−e+1=2.e−2−1−e+1=2e−12−e+1=e+12
Câu d
sin2xcos2x=sin2x1+cos2x2=12sin2x+12sin2xcos2x=12sin2x+14sin4x⇒π∫0sin2xcos2xdx=π∫0(12sin2x+14sin4x)dx=(−14cos2x−116cos4x)∣∣∣π0=−14−116−(−14−116)=0
3. Giải bài 3 trang 113 SGK Giải tích 12
Sử dụng phương pháp biến đổi số, tính tích phân:
a) ∫30x2(1+x)32dx (Đặt u= x+1)
b) ∫10√1−x2dx (Đặt x = sint )
c) ∫10ex(1+x)1+x.exdx (Đặt u = 1+x.ex)
d) ∫a201√a2−x2dx (Đặt x= asint)
Phương pháp giải
a) Đặt u=x+1 và sử dụng công thức nguyên hàm cỏ bản:
∫xαdx=xα+1α+1+C(α≠−1)
b) Đặt x=sint
Sử dụng công thức hạ bậc: cos2α=1+cos2α2
Sử dụng công thức nguyên hàm: \(\int
c) Đặt u=1+x.ex.
d) Đặt x=asint.
Hướng dẫn giải
Câu a
Đặt u=x+1⇒du=dx và x=u−1.
Đổi cận: {x=0⇒u=1x=3⇒u=4
3∫0x2(1+x)32dx=4∫1(u−1)2u32du=4∫1u2−2u+1u32du=4∫1(u12−2u−12+u−32)du=(u12+112+1−2.u−12+1−12+1+u−32+1−32+1)∣∣∣41=(23u32−4u12−2u−12)∣∣41=−113−(−163)=53
Câu b
Đặt x=sint, \(0
và √1−x2=√1−sin2t=√cos2t=|cost|=cost.
Đổi cận: {x=0⇒t=0x=1⇒t=π2
⇒1∫0√1−x2dx=π2∫0√1−sin2tcostdt=π2∫0cos2tdt=12π2∫0(1+cos2t)dt=12(t+sin2t2)∣∣π20=12.π2=π4
Câu c
Đặt: u=1+x.ex
⇒du=(ex+x.ex)dx=ex(1+x)dx.
Đổi cận: {x=0⇒u=1x=1⇒u=1+e
⇒1∫0ex(1+x)1+xexdx=1+e∫1duu=ln|u||1+e1=ln(1+e)−ln1=ln(1+e)
Câu d
Đặt x=asint⇒dx=acostdt
Đổi cận: {x=0⇒t=0x=a2⇒t=π6
⇒a2∫01√a2−x2dx=π6∫0acostdt√a2−a2sin2t=π6∫0acostdta.cost=π6∫0dt=t|π60=π6.
4. Giải bài 4 trang 113 SGK Giải tích 12
Sử dụng phương pháp tích phân tưng phần, hãy tính tích phân:
a) ∫π20(x+1)sinxdx
b) ∫e1x2lnxdx
c) ∫10ln(1+x)dx
d) ∫10(x2−2x+1)e−xdx
Phương pháp giải
Phương pháp tích phân từng phần: b∫audv=uv|ba−b∫avdu.
Hướng dẫn giải
Câu a
Đặt {u=x+1dv=sinx.dx⇒{du=dxv=−cosx
Áp dụng công thức tính tích phân từng phần ta có:
∫π20(x+1)sinxdx=−(x+1)cosx∣∣∣π20+∫π20cosxdx
=−[(π2+1).cosπ2−cos 0]+sinx∣∣∣π20=2
Câu b
Đặt {u=lnxdv=x2dx⇒⎧⎪
⎪⎨⎪
⎪⎩du=dxxv=x33
Áp dụng công thức tính tích phân từng phần ta có:
∫e1x2lnxdx=x33lnx∣∣∣e1−13∫e1x2dx=e33−19x3∣∣∣e1
=e33−19(e3−1)=29e3+19
Câu c
Đặt {u=ln(1+x)dv=dx⇒{du=11+xdxv=x
Ta có
∫10ln(1+x)dx=xln(1+x)∣∣∣10−∫10x1+xdx
=ln2−∫10x+1−11+xdx=ln2−∫10dx+∫10dx1+x
=ln2−x∣∣∣10+ln(1+x)∣∣∣10=ln2−1+ln2=2ln2−1
Câu d
Đặt {u=x2−2x−1dv=exdx⇒{du=(2x−2)dxv=−e−x
Áp dụng công thức tính tích phân từng phần ta có:
∫10(x2−2x−1)e−xdx=−e−x(x2−2x−1)∣∣∣10+∫10(2x−2)e−xdx
=2e−1+2∫10(x−1)e−xdx
Tiếp tục đặt: {u1=x−1dv1=e−xdx⇒{du1=duv1=−e−x
Ta có: ∫10(x−1)e−xdx=−e−x(x−1)∣∣∣10+∫10e−xdx
=−1−e−x∣∣∣10=−1−1e+1=−1e
Vậy ∫10(x2−2x−1)e−xdx=2e−1−2e=−1.
5. Giải bài 5 trang 113 SGK Giải tích 12
Tính các tích phân sau:
a) ∫10(1+3x)32dx
b) ∫120x3−1x2−1dx
c) ∫21ln(1+x)x2dx
Phương pháp giải
a) ∫(ax+b)n=1a(ax+b)n+1n+1+C.
b) Sử dụng hằng đẳng thức để rút gọn phân thức trong dấu tích phân.
c) Sử dụng phương pháp tích phân từng phần, đặt ⎧⎨⎩u=ln(1+x)dv=1x2dx
Hướng dẫn giải
Câu a
1∫0(1+3x)32dx=13.(1+3x)32+132+1∣∣
∣∣10=215.(1+3x)52∣∣∣10=215(452−1)=215.31=6215
Câu b
12∫0x3−1x2−1dx=12∫0(x−1)(x2+x+1)(x−1)(x+1)dx=12∫0x2+x+1x+1dx=12∫0x(x+1)+1x+1dx=12∫0(x+1x+1)dx=(x22+ln|x+1|)∣∣∣120=18+ln32
Câu c
Đặt ⎧⎨⎩u=ln(1+x)dv=1x2dx⇒⎧⎪
⎪⎨⎪
⎪⎩du=11+xdxv=−1x
⇒2∫1ln(1+x)x2dx=−1xln(1+x)∣∣∣21+2∫1dxx(1+x)=−12ln3+ln2+2∫1(1x−11+x)dx=−12ln3+ln2+ln∣∣∣x1+x∣∣∣∣∣∣21=−12ln3+ln2+ln23−ln12=ln1√3+ln2+ln23−ln12
=−12ln3+ln2+ln2−ln3+ln2=3ln2−32ln3
6. Giải bài 6 trang 113 SGK Giải tích 12
Tính tích phân ∫10x(1−x)5dx bằng hai phương pháp:
a) Đổi biến số u = 1 - x
b) Tính tích phân từng phần
Phương pháp giải
a) Đặt u=1−x
b) Đặt {u=xdv=(1−x)5dx
Hướng dẫn giải
Câu a
Đặt u=1−x
⇒x=1−u⇒dx=−du.
Đổi cận: {x=0⇒u=1x=1⇒u=0
⇒1∫0x(1−x)5dx=−0∫1(1−u)u5du=1∫0(u5−u6)du=(u66−u77)∣∣∣10=16−17=142
Câu b
Đặt {u=xdv=(1−x)5dx⇒⎧⎪⎨⎪⎩du=dxv=−(1−x)66
⇒1∫0x(1−x5)dx=−x(1−x)66∣∣
∣∣10+161∫0(1−x)6dx=−16(1−x)77∣∣
∣∣10=142