Chọn công thức đúng:
Công thức đúng là ∫udv=uv−∫vdu.
Trong phương pháp nguyên hàm từng phần, nếu {u=g(x)dv=h(x)dx thì:
Ta có: u=g(x)⇒du=g′(x)dx.
dv=h(x)dx⇒v=∫h(x)dx.
Cho F(x)=∫(x+1)f′(x)dx. Tính I=∫f(x)dx theo F(x).
Đặt {u=x+1dv=f′(x)dx⇒{du=dxv=f(x)
⇒F(x)=(x+1)f(x)−∫f(x)dx+C
⇒I=∫f(x)dx=(x+1)f(x)−F(x)+C.
Tính ∫x3ln3xdx
Đặt {u=ln3xdv=x3dx⇒{du=1xdxv=x44
⇒I=14x4ln3x−14∫x3dx+C=14x4ln3x−x416+C
Cho hàm số y=f(x) thỏa mãn f′(x)=(x+1)ex và ∫f′(x)dx=(ax+b)ex+c với a,b,c là các hằng số. Chọn mệnh đề đúng:
Ta có: f′(x)=(x+1)ex⇒f(x)=∫(x+1)exdx.
Đặt: {u=x+1dv=exdx⇒{du=dxv=ex
⇒I=(x+1)ex−∫exdx=xex+ex−ex+C=xex+C
Do đó ta được a=1;b=0⇒a+b=1.
Biết F(x)=(ax+b).ex là nguyên hàm của hàm số y=(2x+3).ex. Khi đó b−a là
Đặt {u=2x+3dv=exdx⇒{du=2dxv=ex.⇒∫(2x+3)exdx=(2x+3)ex−∫ex2dx=(2x+3)ex−2ex=(2x+1)ex
Khi đó a=2,b=1
Ta có −x+aex là một họ nguyên hàm của hàm số f(x)=xex, khi đó:
F(x)=∫xexdx=∫xe−xdx
Đặt {u=xdv=e−xdx⇒{du=dxv=−e−x⇒F(x)=−xe−x+∫e−xdx+C=−xe−x−e−x+C=−(x+1)e−x+C=−x+1ex+C.
−x+aex là một họ nguyên hàm của hàm số f(x)=xex⇒{a=1C=0.
Tìm nguyên hàm F(x) của f(x)=2x−1ex biết F(0)=1.
F(x)=∫2x−1exdx=∫(2x−1)e−xdx=∫2xe−xdx−∫e−xdx
=∫2xe−xdx+e−x+C1=I+e−x+C1.
Đặt {u=2xdv=e−xdx⇒{du=2xln2dxv=−e−x
⇒I=−2xe−x+ln2∫2xe−xdx+C2=−2xe−x+ln2.I+C2⇔(ln2−1)I+C2=2xe−x⇒I=2xe−xln2−1+C2.⇒F(x)=2xe−xln2−1+e−x+C=2x(ln2−1)ex+1ex+C⇒F(0)=1ln2−1+1+C=1⇒C=−1ln2−1⇒F(x)=2x(ln2−1)ex+1ex−1ln2−1=1ln2−1(2e)x+(1e)x−1ln2−1.
Tính I=∫cos√xdx ta được:
Đặt \sqrt x = t \Rightarrow x = {t^2} \Rightarrow dx = 2tdt \Rightarrow I = 2\int {t\cos tdt} .
Đặt \left\{ \begin{array}{l}u = t\\dv = \cos tdt\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}du = dt\\v = \sin t\end{array} \right.
\Rightarrow I = 2\left( {t\sin t - \int {{\mathop{\rm sint}\nolimits} dt} + C} \right) = 2\left( {t\sin t + \cos t + C} \right)
= 2\left( {\sqrt x \sin \sqrt x + \cos \sqrt x } \right) + C.
Gọi F(x) là một nguyên hàm của hàm số y = x.\cos x mà F(0) = 1. Phát biểu nào sau đây đúng:
Ta có F\left( x \right) = \int {x.\cos xdx}
Đặt \left\{ \begin{array}{l}u = x\\dv = \cos xdx\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}du = dx\\v = \sin x\end{array} \right. \Rightarrow F\left( x \right) = x\sin x - \int {\sin xdx} + C = x\sin x + \cos x + C. F\left( 0 \right) = 1 \Leftrightarrow 0\sin 0 + \cos 0 + C = 1 \Leftrightarrow 1 + C = 1 \Leftrightarrow C = 0 \Rightarrow F\left( x \right) = x\sin x + \cos x
Ta có: F\left( { - x} \right) = \left( { - x} \right)\sin \left( { - x} \right) + \cos \left( { - x} \right) = x\sin x + \cos x = F\left( x \right) \Rightarrow F\left( x \right) là hàm chẵn.
Cho F(x) là một nguyên hàm của hàm số f\left( x \right) = \dfrac{x}{{{{\cos }^2}x}} thỏa mãn F\left( 0 \right) = 0. Tính F\left( \pi \right)?
\begin{array}{l}\left\{ \begin{array}{l}u = x\\dv = \dfrac{1}{{{{\cos }^2}x}}dx\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}du = dx\\v = \tan x\end{array} \right.\\ \Rightarrow F\left( x \right) = x\tan x - \int {\tan xdx} + C = x\tan x - \int {\dfrac{{\sin x}}{{\cos x}}dx} + C \\ = x\tan x + \int {\dfrac{{d\left( {\cos x} \right)}}{{\cos x}}} + C = x\tan x + \ln \left| {\cos x} \right| + C.\\ \Rightarrow F\left( 0 \right) = C = 0 \Rightarrow F\left( \pi \right) = 0\end{array}
Biết rằng x{e^x} là một nguyên hàm của hàm số f\left( { - x} \right) trên khoảng \left( { - \infty ; + \infty } \right). Gọi F\left( x \right) là một nguyên hàm của f'\left( x \right){e^x} thỏa mãn F\left( 0 \right) = 1, giá trị của F\left( { - 1} \right) bằng:
Vì x{e^x} là một nguyên hàm của hàm số f\left( { - x} \right) nên \left( {x{e^x}} \right)' = f\left( { - x} \right) \Leftrightarrow f\left( { - x} \right) = {e^x} + x{e^x} = {e^x}\left( {1 + x} \right).
\Rightarrow f\left( x \right) = {e^{ - x}}\left( {1 - x} \right).
\begin{array}{l} \Rightarrow f'\left( x \right) = - {e^{ - x}}\left( {1 - x} \right) - {e^{ - x}} = - {e^{ - x}}\left( {2 - x} \right) = \left( {x - 2} \right){e^{ - x}}\\ \Rightarrow f'\left( x \right){e^x} = \left( {x - 2} \right){e^{ - x}}.{e^x} = x - 2\\ \Rightarrow F\left( x \right) = \int\limits_{}^{} {f\left( x \right)dx} = \int\limits_{}^{} {\left( {x - 2} \right)dx} = \dfrac{{{x^2}}}{2} - 2x + C\\F\left( 0 \right) = 1 \Rightarrow C = 1 \Rightarrow F\left( x \right) = \dfrac{{{x^2}}}{2} - 2x + 1\\ \Rightarrow F\left( { - 1} \right) = \dfrac{{{{\left( { - 1} \right)}^2}}}{2} - 2\left( { - 1} \right) + 1 = \dfrac{7}{2}\end{array}
Nguyên hàm của hàm số f(x) ={\cos 2x\ln \left( {\sin x + \cos x} \right)dx} là:
Ta có:
\begin{array}{l}\cos 2x\ln \left( {\sin x + \cos x} \right) = \left( {\cos x + \sin x} \right)\left( {\cos x - \sin x} \right)\ln \left( {\sin x + \cos x} \right)\\ \Rightarrow I = \int {\left( {\cos x + \sin x} \right)\left( {\cos x - \sin x} \right)\ln \left( {\sin x + \cos x} \right)dx} \end{array}
Đặt t = \sin x + \cos x \Rightarrow dt = \left( {\cos x - \sin x} \right)dx , khi đó ta có:I = \int {t\ln tdt}
Đặt \left\{ \begin{array}{l}u = \ln t\\dv = tdt\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}du = \dfrac{1}{t}dt\\v = \dfrac{{{t^2}}}{2}\end{array} \right.
\begin{array}{l} \Rightarrow I = \dfrac{1}{2}{t^2}\ln t - \dfrac{1}{2}\int {tdt} + C = \dfrac{1}{2}{t^2}\ln t - \dfrac{{{t^2}}}{4} + {C_1}\\\,\,\,\,\,\,\,\,\, = \dfrac{1}{2}{\left( {\sin x + \cos x} \right)^2}\ln \left( {\sin x + \cos x} \right) - \dfrac{{{{\left( {\sin x + \cos x} \right)}^2}}}{4} + {C_1}\\\,\,\,\,\,\,\,\,\, = \dfrac{1}{2}\left( {{{\sin }^2}x + {{\cos }^2}x + \sin 2x} \right)\ln \left( {\sin x + \cos x} \right) - \dfrac{{1 + \sin 2x}}{4} + {C_1}\\\,\,\,\,\,\,\,\,\, = \dfrac{1}{4}\left( {1 + \sin 2x} \right)\ln {\left( {\sin x + \cos x} \right)^2} - \dfrac{{\sin 2x}}{4} - \dfrac{1}{4} + {C_1}\\\,\,\,\,\,\,\,\,\, = \dfrac{1}{4}\left( {1 + \sin 2x} \right)\ln \left( {1 + \sin 2x} \right) - \dfrac{{\sin 2x}}{4} + C.\end{array}
Tính I = \int {\ln \left( {x + \sqrt {{x^2} + 1} } \right)dx} ta được:
Đặt \left\{ \begin{array}{l}u = \ln \left( {x + \sqrt {{x^2} + 1} } \right)\\dv = dx\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}du = \dfrac{{1 + \dfrac{x}{{\sqrt {{x^2} + 1} }}}}{{x + \sqrt {{x^2} + 1} }}dx\\v = x\end{array} \right.
\Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}du = \dfrac{{\dfrac{{x + \sqrt {{x^2} + 1} }}{{\sqrt {{x^2} + 1} }}}}{{x + \sqrt {{x^2} + 1} }}dx = \dfrac{{dx}}{{\sqrt {{x^2} + 1} }}\\v = x\end{array} \right.
\Rightarrow I = x\ln \left( {x + \sqrt {{x^2} + 1} } \right) - \int {\dfrac{x}{{\sqrt {{x^2} + 1} }}dx} + {C_1}.
Đặt t = \sqrt {{x^2} + 1} \Rightarrow {t^2} = {x^2} + 1 \Leftrightarrow tdt = xdx
\Rightarrow \int {\dfrac{x}{{\sqrt {{x^2} + 1} }}dx} = \int {\dfrac{{tdt}}{t}} = \int {dt} = t + {C_2} = \sqrt {{x^2} + 1} + {C_2}
Khi đó ta có: \Rightarrow I = x\ln \left( {x + \sqrt {{x^2} + 1} } \right) - \sqrt {{x^2} + 1} + C.
Tính I = \int {{e^{2x}}\cos 3xdx} ta được:
Đặt \left\{ \begin{array}{l}u = {e^{2x}}\\dv = \cos 3xdx\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}du = 2{e^{2x}}dx\\v = \dfrac{{\sin 3x}}{3}\end{array} \right. \Rightarrow I = \dfrac{1}{3}{e^{2x}}\sin 3x - \dfrac{2}{3}\int {{e^{2x}}\sin 3xdx} + {C_1}.
Xét nguyên hàm \int {{e^{2x}}\sin 3xdx} , đặt
\left\{ \begin{array}{l}a = {e^{2x}}\\db = \sin 3xdx\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}da = 2{e^{2x}}\\b = - \dfrac{{\cos 3x}}{3}\end{array} \right.
\Rightarrow \int {{e^{2x}}\sin 3xdx} = - \dfrac{1}{3}{e^{2x}}\cos 3x + \dfrac{2}{3}\int {{e^{2x}}\cos 3x} + {C_1} = - \dfrac{1}{3}{e^{2x}}\cos 3x + \dfrac{2}{3}I + {C_2}
Do đó ta có
\begin{array}{l}I = \dfrac{1}{3}{e^{2x}}\sin 3x - \dfrac{2}{3}\left( { - \dfrac{1}{3}{e^{2x}}\cos 3x + \dfrac{2}{3}I + {C_2}} \right) + {C_1}\\ \Leftrightarrow \dfrac{{13}}{9}I = \dfrac{1}{3}{e^{2x}}\sin 3x + \dfrac{2}{9}{e^{2x}}\cos 3x + C\\ \Leftrightarrow I = \dfrac{1}{{13}}{e^{2x}}\left( {3\sin 3x + 2\cos 3x} \right) + C.\end{array}
Nguyên hàm của hàm số y = {\dfrac{{\left( {{x^2} + x} \right){e^x}}}{{x + {e^{ - x}}}}dx} là:
Ta có: I = \int {\dfrac{{\left( {{x^2} + x} \right){e^x}}}{{x + {e^{ - x}}}}dx} = \int {\dfrac{{\left( {{x^2} + x} \right){e^x}}}{{\dfrac{{x{e^x} + 1}}{{{e^x}}}}}dx} = \int {\dfrac{{\left( {{x^2} + x} \right){e^{2x}}}}{{x{e^x} + 1}}dx} = \int {\dfrac{{x{e^x}\left( {x + 1} \right){e^x}}}{{x{e^x} + 1}}dx} .
Đặt \left\{ \begin{array}{l}u = x{e^x}\\dv = \dfrac{{\left( {x + 1} \right){e^x}}}{{x{e^x} + 1}}dx = \dfrac{{d\left( {x{e^x} + 1} \right)}}{{x{e^x} + 1}}\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}du = \left( {{e^x} + x{e^x}} \right)dx = \left( {x + 1} \right){e^x}dx\\v = \ln \left| {x{e^x} + 1} \right|\end{array} \right.
Khi đó ta có: I = x{e^x}\ln \left| {x{e^x} + 1} \right| - \int {\ln \left| {x{e^x} + 1} \right|\left( {x + 1} \right){e^x}dx} + C.
Đặt t = x{e^x} + 1 \Rightarrow dt = \left( {{e^x} + x{e^x}} \right)dx = \left( {x + 1} \right){e^x}dx
\Rightarrow \int {\ln \left| {x{e^x} + 1} \right|\left( {x + 1} \right){e^x}dx} = \int {\ln \left| t \right|dt}
Đặt \left\{ \begin{array}{l}u = \ln \left| t \right|\\dv = dt\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}du = \dfrac{1}{t}dt\\v = t\end{array} \right.
\Rightarrow \int {\ln \left| t \right|dt} = \ln \left| t \right|.t - \int {dt} + C = \ln \left| t \right|.t - t + C
= \left( {x{e^x} + 1} \right)\ln \left| {x{e^x} + 1} \right| - \left( {x{e^x} + 1} \right) + C.
Vậy I = x{e^x}\ln \left| {x{e^x} + 1} \right| - \left( {x{e^x} + 1} \right)\ln \left| {x{e^x} + 1} \right| + \left( {x{e^x} + 1} \right) + C
= x{e^x} + 1 - \ln \left| {x{e^x} + 1} \right| + C.
Cho hàm số f\left( x \right) có đạo hàm liên tục trên \mathbb{R} và f\left( 1 \right) = 0, F\left( x \right) = {\left[ {f\left( x \right)} \right]^{2020}} là một nguyên hàm của 2020x.{e^x}. Họ các nguyên hàm của {f^{2020}}\left( x \right) là:
Vì F\left( x \right) = {\left[ {f\left( x \right)} \right]^{2020}} là một nguyên hàm của 2020x.{e^x} nên
\begin{array}{l}F'\left( x \right) = 2020x.{e^x}\\ \Leftrightarrow 2020{f^{2019}}\left( x \right).f'\left( x \right) = 2020x.{e^x}\\ \Leftrightarrow {f^{2019}}\left( x \right).f'\left( x \right) = x.{e^x}\end{array}
Lấy nguyên hàm hai vế ta được:
\begin{array}{l}\int {{f^{2019}}\left( x \right).f'\left( x \right)dx} = \int {x.{e^x}dx} \\ \Leftrightarrow \int {{f^{2019}}\left( x \right)d\left[ {f\left( x \right)} \right]} = x.{e^x} - \int {{e^x}dx} \\ \Leftrightarrow \dfrac{{{f^{2020}}\left( x \right)}}{{2020}} = x.{e^x} - {e^x} + C\\ \Leftrightarrow {f^{2020}}\left( x \right) = 2020\left( {x - 1} \right){e^x} + 2020C\end{array}
Có f\left( 1 \right) = 1 \Leftrightarrow 0 = 2020C \Leftrightarrow C = 0, do đó {f^{2020}}\left( x \right) = 2020\left( {x - 1} \right){e^x}.
\Rightarrow I = \int {{f^{2020}}\left( x \right)dx} = \int {2020\left( {x - 1} \right){e^x}dx} .
Đặt \left\{ \begin{array}{l}u = x - 1\\dv = {e^x}dx\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}du = dx\\v = {e^x}\end{array} \right..
Khi đó
\begin{array}{l}\,\,\,\,\,\,I = 2020\left[ {\left( {x - 1} \right){e^x} - \int {{e^x}dx} + C} \right]\\ \Leftrightarrow I = 2020\left[ {\left( {x - 1} \right){e^x} - {e^x} + C} \right]\\ \Leftrightarrow I = 2020\left[ {\left( {x - 2} \right){e^x} + C} \right]\\ \Leftrightarrow I = 2020\left( {x - 2} \right){e^x} + C\end{array}
Cho hàm số f\left( x \right) có đạo hàm liên tục trên \mathbb{R} và f\left( 0 \right) = 1, F\left( x \right) = f\left( x \right) - {e^x} - x là một nguyên hàm của f\left( x \right). Họ các nguyên hàm của f\left( x \right) là:
Ta có:
\begin{array}{l}F'\left( x \right) = f\left( x \right)\\ \Leftrightarrow f'\left( x \right) - {e^x} - 1 = f\left( x \right)\\ \Leftrightarrow f'\left( x \right) - f\left( x \right) = {e^x} + 1\\ \Leftrightarrow {e^{ - x}}.f'\left( x \right) - {e^{ - x}}.f\left( x \right) = 1 + {e^{ - x}}\\ \Leftrightarrow \left[ {{e^{ - x}}.f\left( x \right)} \right]' = 1 + {e^{ - x}}\\ \Leftrightarrow \int {\left[ {{e^{ - x}}.f\left( x \right)} \right]'dx} = \int {\left( {1 + {e^{ - x}}} \right)dx} \\ \Leftrightarrow {e^{ - x}}.f\left( x \right) = x - {e^{ - x}} + C\\ \Leftrightarrow f\left( x \right) = x.{e^x} - 1 + C.{e^x}\end{array}
Thay x = 0 ta có: f\left( 0 \right) = - 1 + C = 1 \Leftrightarrow C = 2.
\begin{array}{l} \Rightarrow f\left( x \right) = x.{e^x} - 1 + 2{e^x} = \left( {x + 2} \right){e^x} - 1\\ \Rightarrow \int {f\left( x \right)dx} = \int {\left[ {\left( {x + 2} \right){e^x} - 1} \right]dx} \\\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = \int {\left( {x + 2} \right){e^x}dx} - \int {dx} \\\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = \left( {x + 2} \right){e^x} - \int {{e^x}dx} - x + C\\\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = \left( {x + 2} \right){e^x} - {e^x} - x + C\\\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = \left( {x + 1} \right){e^x} - x + C\end{array}