Sử dụng phương pháp nguyên hàm từng phần để tìm nguyên hàm

Kỳ thi ĐGNL ĐHQG Hà Nội

Đổi lựa chọn

Câu 1 Trắc nghiệm

Chọn công thức đúng:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: b
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: b
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: b

Công thức đúng là udv=uvvdu.

Câu 2 Trắc nghiệm

Trong phương pháp nguyên hàm từng phần, nếu {u=g(x)dv=h(x)dx thì:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

Ta có: u=g(x)du=g(x)dx.

dv=h(x)dxv=h(x)dx.

Câu 3 Trắc nghiệm

Cho F(x)=(x+1)f(x)dx. Tính I=f(x)dx theo F(x).

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: d
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: d
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: d

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.

Câu 4 Trắc nghiệm

Tìm nguyên hàm của hàm số f(x)=x2ln(3x)

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: b
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: b
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: b

Đặt {u=ln3xdv=x2dx{du=33xdxv=13x3

I=13x3ln3x13x3.33xdx=13x3ln3x13x2dx=13x3ln3x19x3+C

Câu 5 Trắc nghiệm

Tính x3ln3xdx 

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: d
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: d
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: d

Đặt {u=ln3xdv=x3dx{du=1xdxv=x44 

I=14x4ln3x14x3dx+C=14x4ln3xx416+C

Câu 6 Trắc nghiệm

Cho hàm số y=f(x) thỏa mãn f(x)=(x+1)exf(x)dx=(ax+b)ex+c với a,b,c là các hằng số. Chọn mệnh đề đúng:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: d
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: d
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: d

Ta có: f(x)=(x+1)exf(x)=(x+1)exdx.

Đặt: {u=x+1dv=exdx{du=dxv=ex

I=(x+1)exexdx=xex+exex+C=xex+C

Do đó ta được a=1;b=0a+b=1.

Câu 7 Trắc nghiệm

Biết F(x)=(ax+b).ex là nguyên hàm của hàm số y=(2x+3).ex. Khi đó ba

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

Đặt {u=2x+3dv=exdx{du=2dxv=ex.(2x+3)exdx=(2x+3)exex2dx=(2x+3)ex2ex=(2x+1)ex

Khi đó a=2,b=1

Câu 8 Trắc nghiệm

Ta có x+aex là một họ nguyên hàm của hàm số f(x)=xex, khi đó:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: d
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: d
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: d

F(x)=xexdx=xexdx

Đặt {u=xdv=exdx{du=dxv=exF(x)=xex+exdx+C=xexex+C=(x+1)ex+C=x+1ex+C.

x+aex là một họ nguyên hàm của hàm số f(x)=xex{a=1C=0.

Câu 9 Trắc nghiệm

Tìm nguyên hàm F(x) của f(x)=2x1ex biết F(0)=1.

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: b
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: b
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: b

F(x)=2x1exdx=(2x1)exdx=2xexdxexdx

=2xexdx+ex+C1=I+ex+C1.

Đặt {u=2xdv=exdx{du=2xln2dxv=ex  

I=2xex+ln22xexdx+C2=2xex+ln2.I+C2(ln21)I+C2=2xexI=2xexln21+C2.F(x)=2xexln21+ex+C=2x(ln21)ex+1ex+CF(0)=1ln21+1+C=1C=1ln21F(x)=2x(ln21)ex+1ex1ln21=1ln21(2e)x+(1e)x1ln21.

Câu 10 Trắc nghiệm

xsinxcosxdx bằng:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

I=xsinxcosxdx=12xsin2xdx

Đặt {u=xdv=sin2xdx{du=dxv=cos2x2

I=12(x.cos2x2+12cos2xdx)+C

=12(xcos2x2+sin2x4)+C

Câu 11 Trắc nghiệm

Tính I=cosxdx ta được:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: b
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: b
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: b

Đặt x=tx=t2dx=2tdtI=2tcostdt.

Đặt {u=tdv=costdt{du=dtv=sint

I=2(tsintsintdt+C)=2(tsint+cost+C)

=2(xsinx+cosx)+C.

Câu 12 Trắc nghiệm

Gọi F(x) là một nguyên hàm của hàm số y=x.cosxF(0)=1. Phát biểu nào sau đây đúng:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

Ta có F(x)=x.cosxdx

Đặt {u=xdv=cosxdx{du=dxv=sinxF(x)=xsinxsinxdx+C=xsinx+cosx+C. F(0)=10sin0+cos0+C=11+C=1C=0F(x)=xsinx+cosx

Ta có: F(x)=(x)sin(x)+cos(x)=xsinx+cosx=F(x)F(x) là hàm chẵn.

Câu 13 Trắc nghiệm

Cho F(x) là một nguyên hàm của hàm số f(x)=xcos2x thỏa mãn F(0)=0. Tính F(π)?

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: d
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: d
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: d

{u=xdv=1cos2xdx{du=dxv=tanxF(x)=xtanxtanxdx+C=xtanxsinxcosxdx+C=xtanx+d(cosx)cosx+C=xtanx+ln|cosx|+C.F(0)=C=0F(π)=0

Câu 14 Trắc nghiệm

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:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

xex là một nguyên hàm của hàm số f(x) nên (xex)=f(x)f(x)=ex+xex=ex(1+x).

f(x)=ex(1x).

f(x)=ex(1x)ex=ex(2x)=(x2)exf(x)ex=(x2)ex.ex=x2F(x)=f(x)dx=(x2)dx=x222x+CF(0)=1C=1F(x)=x222x+1F(1)=(1)222(1)+1=72

Câu 15 Trắc nghiệm

Tính I=xtan2xdx ta được:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

I = \int {x{{\tan }^2}xdx}  = \int {x\left( {\dfrac{1}{{{{\cos }^2}x}} - 1} \right)dx}  = \int {x.\dfrac{1}{{{{\cos }^2}x}}dx}  - \int {xdx}  = {I_1} - {I_2}

Ta có: {I_2} = \int {xdx}  = \dfrac{{{x^2}}}{2} + {C_2},{I_1} = \int {x\dfrac{1}{{{{\cos }^2}x}}dx}

Đặt \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.

\begin{array}{l} \Rightarrow {I_1} = x\tan x - \int {\tan xdx}  + {C_1} = x\tan x - \int {\dfrac{{\sin x}}{{\cos x}}dx}  + {C_1} \\ = x\tan x + \int {\dfrac{{d\left( {\cos x} \right)}}{{\cos x}}}  + {C_1} = x\tan x + \ln \left| {\cos x} \right| + {C_1}.\\ \Rightarrow I = x\tan x + \ln \left| {\cos x} \right| + {C_1} - \dfrac{{{x^2}}}{2} - {C_2} = x\tan x + \ln \left| {\cos x} \right| - \dfrac{{{x^2}}}{2} + C.\end{array}

Câu 16 Trắc nghiệm

Nguyên hàm của hàm số f(x) ={\cos 2x\ln \left( {\sin x + \cos x} \right)dx}   là:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: c
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: c
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: c

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}  

Câu 17 Trắc nghiệm

Tính I = \int {\ln \left( {x + \sqrt {{x^2} + 1} } \right)dx} ta được:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

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.

Câu 18 Trắc nghiệm

Tính I = \int {{e^{2x}}\cos 3xdx} ta được:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: d
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: d
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: d

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}

Câu 19 Trắc nghiệm

Nguyên hàm của hàm số y = {\dfrac{{\left( {{x^2} + x} \right){e^x}}}{{x + {e^{ - x}}}}dx} là:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

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.

Câu 20 Trắc nghiệm

Tính \int {\dfrac{{{x^2} - 1}}{{{{\left( {{x^2} + 1} \right)}^2}}}dx} ?

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: c
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: c
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: c

Ta có: \dfrac{{{x^2} - 1}}{{{{\left( {{x^2} + 1} \right)}^2}}} = \dfrac{{2{x^2}}}{{{{\left( {{x^2} + 1} \right)}^2}}} - \dfrac{1}{{{x^2} + 1}}

\Rightarrow \int {\dfrac{{{x^2} - 1}}{{{{\left( {{x^2} + 1} \right)}^2}}}dx}  = \int {\dfrac{{2{x^2}}}{{{{\left( {{x^2} + 1} \right)}^2}}}dx}  - \int {\dfrac{1}{{{x^2} + 1}}dx} \,\,\left( 1 \right)

Ta tính \int {\dfrac{{2{x^2}}}{{{{\left( {{x^2} + 1} \right)}^2}}}dx}  = \int {\dfrac{{xd\left( {{x^2} + 1} \right)}}{{{{\left( {{x^2} + 1} \right)}^2}}}} bằng phương pháp tích phân từng phân như sau:

Đặt \left\{ \begin{array}{l}u = x\\dv = \dfrac{{d\left( {{x^2} + 1} \right)}}{{{{\left( {{x^2} + 1} \right)}^2}}}\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}du = dx\\v =  - \dfrac{1}{{{x^2} + 1}}\end{array} \right.

\Rightarrow \int {\dfrac{{xd\left( {{x^2} + 1} \right)}}{{{{\left( {{x^2} + 1} \right)}^2}}}}  =  - \dfrac{x}{{{x^2} + 1}} + \int {\dfrac{{dx}}{{{x^2} + 1}}}  + C\,\,\left( 2 \right)

Từ (1) và (2) suy ra  \int {\dfrac{{{x^2} - 1}}{{{{\left( {{x^2} + 1} \right)}^2}}}dx}  =  - \dfrac{x}{{{x^2} + 1}} + \int {\dfrac{{dx}}{{{x^2} + 1}}}  + C - \int {\dfrac{1}{{{x^2} + 1}}dx}  =  - \dfrac{x}{{{x^2} + 1}} + C.