Sử dụng phương pháp nguyên hàm từng phần để tìm nguyên hàm
Kỳ thi ĐGNL ĐHQG Hồ Chí Minh
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.
Tìm nguyên hàm của hàm số f(x)=x2ln(3x)
Đặt {u=ln3xdv=x2dx⇒{du=33xdxv=13x3
⇒I=13x3ln3x−∫13x3.33xdx=13x3ln3x−∫13x2dx=13x3ln3x−19x3+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.
∫xsinxcosxdx bằng:
I=∫xsinxcosxdx=12∫xsin2xdx
Đặt {u=xdv=sin2xdx⇔{du=dxv=−cos2x2
⇒I=12(−x.cos2x2+12∫cos2xdx)+C
=12(−xcos2x2+sin2x4)+C
Tính I=∫cos√xdx ta được:
Đặt √x=t⇒x=t2⇒dx=2tdt⇒I=2∫tcostdt.
Đặt {u=tdv=costdt⇒{du=dtv=sint
⇒I=2(tsint−∫sintdt+C)=2(tsint+cost+C)
=2(√xsin√x+cos√x)+C.
Gọi F(x) là một nguyên hàm của hàm số y=x.cosx mà F(0)=1. Phát biểu nào sau đây đúng:
Ta có F(x)=∫x.cosxdx
Đặt {u=xdv=cosxdx⇒{du=dxv=sinx⇒F(x)=xsinx−∫sinxdx+C=xsinx+cosx+C. F(0)=1⇔0sin0+cos0+C=1⇔1+C=1⇔C=0⇒F(x)=xsinx+cosx
Ta có: F(−x)=(−x)sin(−x)+cos(−x)=xsinx+cosx=F(x)⇒F(x) là hàm chẵn.
Cho F(x) là một nguyên hàm của hàm số f(x)=xcos2x thỏa mãn F(0)=0. Tính F(π)?
{u=xdv=1cos2xdx⇒{du=dxv=tanx⇒F(x)=xtanx−∫tanxdx+C=xtanx−∫sinxcosxdx+C=xtanx+∫d(cosx)cosx+C=xtanx+ln|cosx|+C.⇒F(0)=C=0⇒F(π)=0
Biết rằng xex là một nguyên hàm của hàm số f(−x) trên khoảng (−∞;+∞). Gọi F(x) là một nguyên hàm của f′(x)ex thỏa mãn F(0)=1, giá trị của F(−1) bằng:
Vì xex là một nguyên hàm của hàm số f(−x) nên (xex)′=f(−x)⇔f(−x)=ex+xex=ex(1+x).
⇒f(x)=e−x(1−x).
⇒f′(x)=−e−x(1−x)−e−x=−e−x(2−x)=(x−2)e−x⇒f′(x)ex=(x−2)e−x.ex=x−2⇒F(x)=∫f(x)dx=∫(x−2)dx=x22−2x+CF(0)=1⇒C=1⇒F(x)=x22−2x+1⇒F(−1)=(−1)22−2(−1)+1=72
Tính I=∫xtan2xdx ta được:
I=∫xtan2xdx=∫x(1cos2x−1)dx=∫x.1cos2xdx−∫xdx=I1−I2
Ta có: I2=∫xdx=x22+C2,I1=∫x1cos2xdx
Đặt {u=xdv=1cos2xdx⇒{du=dxv=tanx
⇒I1=xtanx−∫tanxdx+C1=xtanx−∫sinxcosxdx+C1=xtanx+∫d(cosx)cosx+C1=xtanx+ln|cosx|+C1.⇒I=xtanx+ln|cosx|+C1−x22−C2=xtanx+ln|cosx|−x22+C.
Nguyên hàm của hàm số f(x)=cos2xln(sinx+cosx)dx là:
Ta có:
cos2xln(sinx+cosx)=(cosx+sinx)(cosx−sinx)ln(sinx+cosx)⇒I=∫(cosx+sinx)(cosx−sinx)ln(sinx+cosx)dx
Đặt t=sinx+cosx⇒dt=(cosx−sinx)dx , khi đó ta có:I=∫tlntdt
Đặt {u=lntdv=tdt⇒{du=1tdtv=t22
⇒I=12t2lnt−12∫tdt+C=12t2lnt−t24+C1=12(sinx+cosx)2ln(sinx+cosx)−(sinx+cosx)24+C1=12(sin2x+cos2x+sin2x)ln(sinx+cosx)−1+sin2x4+C1=14(1+sin2x)ln(sinx+cosx)2−sin2x4−14+C1=14(1+sin2x)ln(1+sin2x)−sin2x4+C.
Tính I=∫ln(x+√x2+1)dx ta được:
Đặt {u=ln(x+√x2+1)dv=dx⇒{du=1+x√x2+1x+√x2+1dxv=x
⇒{du=x+√x2+1√x2+1x+√x2+1dx=dx√x2+1v=x
⇒I=xln(x+√x2+1)−∫x√x2+1dx+C1.
Đặt t=√x2+1⇒t2=x2+1⇔tdt=xdx
⇒∫x√x2+1dx=∫tdtt=∫dt=t+C2=√x2+1+C2
Khi đó ta có: ⇒I=xln(x+√x2+1)−√x2+1+C.
Tính I=∫e2xcos3xdx ta được:
Đặt {u=e2xdv=cos3xdx⇒{du=2e2xdxv=sin3x3⇒I=13e2xsin3x−23∫e2xsin3xdx+C1.
Xét nguyên hàm ∫e2xsin3xdx, đặt
{a=e2xdb=sin3xdx⇒{da=2e2xb=−cos3x3
⇒∫e2xsin3xdx=−13e2xcos3x+23∫e2xcos3x+C1=−13e2xcos3x+23I+C2
Do đó ta có
I=13e2xsin3x−23(−13e2xcos3x+23I+C2)+C1⇔139I=13e2xsin3x+29e2xcos3x+C⇔I=113e2x(3sin3x+2cos3x)+C.
Nguyên hàm của hàm số y=(x2+x)exx+e−xdx là:
Ta có: I=∫(x2+x)exx+e−xdx=∫(x2+x)exxex+1exdx=∫(x2+x)e2xxex+1dx=∫xex(x+1)exxex+1dx.
Đặt {u=xexdv=(x+1)exxex+1dx=d(xex+1)xex+1⇒{du=(ex+xex)dx=(x+1)exdxv=ln|xex+1|
Khi đó ta có: I=xexln|xex+1|−∫ln|xex+1|(x+1)exdx+C.
Đặt t=xex+1⇒dt=(ex+xex)dx=(x+1)exdx
⇒∫ln|xex+1|(x+1)exdx=∫ln|t|dt
Đặt {u=ln|t|dv=dt⇒{du=1tdtv=t
⇒∫ln|t|dt=ln|t|.t−∫dt+C=ln|t|.t−t+C
=(xex+1)ln|xex+1|−(xex+1)+C.
Vậy I=xexln|xex+1|−(xex+1)ln|xex+1|+(xex+1)+C
=xex+1−ln|xex+1|+C.
Tính ∫x2−1(x2+1)2dx ?
Ta có: x2−1(x2+1)2=2x2(x2+1)2−1x2+1
⇒∫x2−1(x2+1)2dx=∫2x2(x2+1)2dx−∫1x2+1dx(1)
Ta tính ∫2x2(x2+1)2dx=∫xd(x2+1)(x2+1)2 bằng phương pháp tích phân từng phân như sau:
Đặt {u=xdv=d(x2+1)(x2+1)2⇒{du=dxv=−1x2+1
⇒∫xd(x2+1)(x2+1)2=−xx2+1+∫dxx2+1+C(2)
Từ (1) và (2) suy ra ∫x2−1(x2+1)2dx=−xx2+1+∫dxx2+1+C−∫1x2+1dx=−xx2+1+C.