Tích phân các hàm số cơ bản

  •   
Câu 61 Trắc nghiệm

Tích phân I=π204sin3x1+cosxdx có giá trị bằng

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

4sin3x1+cosx=4sin3x(1cosx)sin2x=4sinx4sinxcosx=4sinx2sin2x

I=π20(4sinx2sin2x)dx=2.

Câu 62 Trắc nghiệm

Tích phân I=2π01+sinxdx có giá trị 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

Phương pháp tự luận

I=2π0(sinx2+cosx2)2dx=2π0|sinx2+cosx2|dx=22π0|sin(x2+π4)|dx=2[3π20sin(x2+π4)dx2π3π2sin(x2+π4)dx]=42

 

Câu 63 Trắc nghiệm

Tích phân 51|x22x3|dx có giá trị bằng:

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

51|x22x3|dx=51|(x3)(x+1)|dx=31(x22x3)dx+53(x22x3)dx=(x33x23x)|31+(x33x23x)|53=643.

Câu 64 Trắc nghiệm

Tích phân 32x2x+4x+1dx bằng

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

32x2x+4x+1dx=32(x2+6x+1)dx=(x222x+6ln|x+1|)|32=12+6ln43.

Câu 65 Trắc nghiệm

Giá trị của tích phân I=π20(sin4x+cos4x)(sin6x+cos6x)dx là:

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

Ta có:

(sin4x+cos4x)(sin6x+cos6x)

=[(sin2x+cos2x)22sin2xcos2x][(sin2x+cos2x)33sin2xcos2x(sin2x+cos2x)]

=(112sin22x)(134sin22x)=154sin22x+38(sin22x)2=154.1cos4x2+38.(1cos4x2)2=38+58cos4x+332(12cos4x+cos24x)=1532+716cos4x+332cos24x=1532+716cos4x+332.1+cos8x2=3364+716cos4x+364cos8x

Do đó I=π20(3364+716cos4x+364cos8x)dx=3364x|π20+764sin4x|π20+3512sin8x|π20=33128π

Câu 66 Trắc nghiệm

Tìm hai số thực A,B sao cho f(x)=Asinπx+B, biết rằng f(1)=220f(x)dx=4.

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)=Asinπx+Bf(x)=Aπcosπxf(1)=2Aπcosπ=2A=2π
20f(x)dx=420(Asinπx+B)dx=4 Aπcos2π+2B+Aπcos0=4B=2

Câu 67 Trắc nghiệm

Giá trị của a để đẳng thức 21[a2+(44a)x+4x3]dx=422xdx là đẳng 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

Ta có: 422xdx=x2|42=12

21[a2+(44a)x+4x3]dx==[a2x+(22a)x2+x4]|21=a26a+21

a26a+21=12a=3.

Câu 68 Trắc nghiệm

Giá trị của tích phânI=20min

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

Xét hiệu số 1 - {x^2} trên đoạn {\rm{[}}0;2] để tìm \min \left\{ {1,{x^2}} \right\}.

Ta có: 1 - {x^2} \ge 0 \Leftrightarrow 0 \le x \le 1 nên với 0 \le x \le 1 thì 1 \ge {x^2} \Rightarrow \min \left\{ {1;{x^2}} \right\} = {x^2}.

Với 1 \le x \le 2 thì 1 \le {x^2} \Rightarrow \min \left\{ {1;{x^2}} \right\} = 1.

Vậy I = \int\limits_0^2 {\min \left\{ {1,{x^2}} \right\}dx}  = \int\limits_0^1 {{x^2}dx}  + \int\limits_1^2 {dx}  = \left. {\frac{{{x^3}}}{3}} \right|_0^1 + \left. x \right|_1^2 = \frac{4}{3}.

Câu 69 Trắc nghiệm

Giá trị của tích phân \int\limits_0^{2017\pi } {\sqrt {1 - \cos 2x} dx}

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

Do hàm số f(x) = \sqrt {1 - \cos 2x}  = \sqrt 2 \left| {\sin x} \right|là hàm liên tục và tuần hoàn với chu kì T = \pi nên ta có

\begin{array}{l}\int\limits_0^T {f\left( x \right)dx = \int\limits_T^{2T} {f\left( x \right)dx} }  = \int\limits_{2T}^{3T} {f\left( x \right)dx} \\ = ... = \int\limits_{\left( {n - 1} \right)T}^{nT} {f\left( x \right)dx} \\ \Rightarrow \int\limits_0^{nT} {f\left( x \right)dx}  = \int\limits_0^T {f\left( x \right)dx}  \\+ \int\limits_T^{2T} {f\left( x \right)dx}+ \int\limits_{2T}^{3T} {f\left( x \right)dx}   + ... + \\ \int\limits_{\left( {n - 1} \right)T}^{nT} {f\left( x \right)dx}  = n\int\limits_{0}^{T} {f\left( x \right)dx} \\ \Rightarrow \int\limits_0^{2017\pi } {\sqrt {1 - \cos 2x} dx}  \\= 2017\int\limits_0^\pi  {\sqrt {1 - \cos 2x} dx} \\ = 2017\sqrt 2 \int\limits_0^\pi  {\sin x dx = 4034\sqrt 2 } \end{array}

Câu 70 Trắc nghiệm

Biết rằng \int\limits_0^{\dfrac{\pi }{4}} {\dfrac{{\cos 2x}}{{{{\left( {\sin x - \cos x + 3} \right)}^2}}}dx = a + \ln b}   với a,b là các số hữu tỉ. Giá trị của 2a + 3b 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

Ta có

I = \int\limits_0^{\dfrac{\pi }{4}} {\dfrac{{\cos 2x}}{{{{\left( {\sin x - \cos x + 3} \right)}^2}}}dx}  = \int\limits_0^{\dfrac{\pi }{4}} {\dfrac{{{{\cos }^2}x - {{\sin }^2}x}}{{{{\left( {\sin x - \cos x + 3} \right)}^2}}}dx}  = \int\limits_0^{\dfrac{\pi }{4}} {\dfrac{{\left( {\cos x - \sin x} \right)\left( {\cos x + \sin x} \right)}}{{{{\left( {\sin x - \cos x + 3} \right)}^2}}}dx}

Đặt \sin x - \cos x + 3 = t \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}\left( {\cos x + \sin x} \right)dx = dt\\\cos x - \sin x = 3 - t\end{array} \right.

Đổi cận x = 0 \Rightarrow t = 2;\,x = \dfrac{\pi }{4} \Rightarrow t = 3

Suy ra I = \int\limits_2^3 {\dfrac{{\left( {3 - t} \right)dt}}{{{t^2}}} = \int\limits_2^3 {\left( {\dfrac{3}{{{t^2}}} - \dfrac{1}{t}} \right)dt}  = \left. {\left( { - \dfrac{3}{t} - \ln \left| t \right|} \right)} \right|_2^3}  = \dfrac{1}{2} + \ln 2 - \ln 3 = \dfrac{1}{2} + \ln \dfrac{2}{3}

Hay a = \dfrac{1}{2};b = \dfrac{2}{3} \Rightarrow 2a + 3b = 3.

Câu 71 Trắc nghiệm

Cho hàm số y = f\left( x \right) nhận giá trị không âm và liên tục trên đoạn \left[ {0;1} \right]. Đặt g\left( x \right) = 1 + 2\int\limits_0^x {f\left( t \right)dt} .  Biết g\left( x \right) \ge {\left[ {f\left( x \right)} \right]^3} với mọi x \in \left[ {0;1} \right]. Tích phân \int\limits_0^1 {\sqrt[3]{{{{\left[ {g\left( x \right)} \right]}^2}}}dx} có giá trị lớn nhất bằng

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

Ta có g\left( x \right) = 1 + 2\int\limits_0^x {f\left( t \right)dt}   suy ra \left\{ \begin{array}{l}g\left( x \right) - 1 = 2\int\limits_0^x {f\left( t \right)dt} \\g\left( 0 \right) = 1 + \int\limits_0^0 {f\left( t \right)dt} \end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}g'\left( x \right) = 2f\left( x \right) \Rightarrow f\left( x \right) = \dfrac{{g'\left( x \right)}}{2}\\g\left( 0 \right) = 1\end{array} \right.

g\left( x \right) \ge {\left[ {f\left( x \right)} \right]^3} \Leftrightarrow g\left( x \right) \ge {\left[ {\dfrac{{g'\left( x \right)}}{2}} \right]^3} \Leftrightarrow \sqrt[3]{{g\left( x \right)}} \ge \dfrac{{g'\left( x \right)}}{2} \Leftrightarrow \dfrac{{g'\left( x \right)}}{{\sqrt[3]{{g\left( x \right)}}}} \le 2

Với t \in \left[ {0;1} \right], Lấy tích phân hai vế ta được

\begin{array}{l}\int\limits_0^t {\dfrac{{g'\left( x \right)}}{{\sqrt[3]{{g\left( x \right)}}}}} dx \le \int\limits_0^t {2dx} \\ \Leftrightarrow \int\limits_0^t {{{\left[ {g\left( x \right)} \right]}^{\dfrac{{ - 1}}{3}}}} d\left( {g\left( x \right)} \right) \le 2t\\ \Leftrightarrow 2t \ge \dfrac{3}{2}\left. {{{\left[ {g\left( x \right)} \right]}^{\dfrac{2}{3}}}} \right|_0^t \\\Leftrightarrow \dfrac{4}{3}t \ge \sqrt[3]{{{g^2}\left( t \right)}} - \sqrt[3]{{{g^2}\left( 0 \right)}}\end{array}

g\left( 0 \right) = 1 nên \sqrt[3]{{{g^2}\left( t \right)}} \le \dfrac{4}{3}t + 1 \Rightarrow \sqrt[3]{{{g^2}\left( x \right)}} \le \dfrac{4}{3}x + 1

Từ đó ta có \int\limits_0^1 {\sqrt[3]{{{g^2}\left( x \right)}}} \,dx \le \int\limits_0^1 {\left( {\dfrac{4}{3}x + 1} \right)dx} \Leftrightarrow \int\limits_0^1 {\sqrt[3]{{{g^2}\left( x \right)}}} \,dx \le \left. {\left( {\dfrac{2}{3}{x^2} + x} \right)} \right|_0^1\\ \Leftrightarrow \int\limits_0^1 {\sqrt[3]{{{g^2}\left( x \right)}}} \,dx \le \dfrac{5}{3}

Hay giá trị lớn nhất cần tìm là \dfrac{5}{3}.

Câu 72 Trắc nghiệm

Cho hàm số bậc ba f\left( x \right) = {x^3} + a{x^2} + bx + c\,\,\,\left( {a,\,\,b,\,\,c \in \mathbb{R}} \right) thỏa mãn: f\left( 1 \right) = 10,\,\,f\left( 2 \right) = 20. Khi đó \int\limits_0^3 {f'\left( x \right)dx} bằng:

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

Theo đề bài ta có

 \begin{array}{l}\left\{ \begin{array}{l}f\left( 1 \right) = 10\\f\left( 2 \right) = 20\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}1 + a + b + c = 10\\{2^3} + {2^2}.a + 2b + c = 20\end{array} \right.\\ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}a + b + c = 9\\4a + 2b + c = 12\end{array} \right. \Rightarrow 3a + b = 3\end{array}

\begin{array}{l} \Rightarrow \int\limits_0^3 {f'\left( x \right)dx}  = \left. {f\left( x \right)} \right|_0^3 = f\left( 3 \right) - f\left( 0 \right)\\ = {3^3} + {3^2}.a + 3b + c - c = 27 + 9a + 3b\\ = 27 + 3\left( {3a + b} \right) = 27 + 3.3 = 36.\end{array}

Câu 73 Trắc nghiệm

Cho hàm số f\left( x \right)f\left( 0 \right) = 0f'\left( x \right) = {\sin ^4}x\,\,\forall x \in \mathbb{R}. Tích phân \int\limits_0^{\frac{\pi }{2}} {f\left( x \right)dx} bằng:

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 f\left( x \right) = \int {f'\left( x \right)dx}  = \int {{{\sin }^4}xdx}

\begin{array}{l} = \int {{{\left( {\dfrac{{1 - \cos 2x}}{2}} \right)}^2}dx} \\ = \dfrac{1}{4}\int {\left( {1 - 2\cos 2x + {{\cos }^2}2x} \right)dx} \\ = \dfrac{1}{4}\int {\left( {1 - 2\cos 2x + \dfrac{{1 + \cos 4x}}{2}} \right)dx} \\ = \dfrac{1}{4}\left( {x - \sin 2x + \dfrac{1}{2}x + \dfrac{1}{2}.\dfrac{{\sin 4x}}{4}} \right) + C\\ = \dfrac{{3x}}{8} - \dfrac{{\sin 2x}}{4} + \dfrac{{\sin 4x}}{{32}} + C\end{array} 

Theo bài ra ta có f\left( 0 \right) = 0 \Leftrightarrow C = 0 \Rightarrow f\left( x \right) = \dfrac{{3x}}{8} - \dfrac{{\sin 2x}}{4} + \dfrac{{\sin 4x}}{{32}}.

Vậy \int\limits_0^{\frac{\pi }{2}} {f\left( x \right)dx}  = \int\limits_0^{\frac{\pi }{2}} {\left( {\dfrac{{3x}}{8} - \dfrac{{\sin 2x}}{4} + \dfrac{{\sin 4x}}{{32}}} \right)dx}  = \dfrac{{3{\pi ^2} - 16}}{{64}} (sử dụng MTCT).

Câu 74 Trắc nghiệm

Một ô tô đang đứng và bắt đầu chuyển động theo một đường thẳng với gia tốc a\left( t \right) = 6 - 3t\,\,\left( {m/{s^2}} \right), trong đó t là khoảng thời gian tính bằng giây kể từ lúc ô tô bắt đầu chuyển động. Hỏi quãng đường ô tô đi được kể từ lúc bắt đầu chuyển động đến khi vận tốc của ô tô đạt giá trị lớn nhất là:

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 v\left( t \right) = \int {a\left( t \right)dt}  = \int {\left( {6 - 3t} \right)dt}  = 6t - \dfrac{{3{t^2}}}{2} + C.

Theo bài ra ta có: Ô tô đang đứng yên và bắt đầu chuyển động, do đó v\left( 0 \right) = 0 \Rightarrow C = 0.

Khi đó ta có v\left( t \right) = 6t - \dfrac{3}{2}{t^2}, đây là một parabol có bề lõm hướng xuống, đạt giá trị lớn nhất tại t = \dfrac{{ - b}}{{2a}} = \dfrac{{ - 6}}{{2.\left( { - \dfrac{3}{2}} \right)}} = 2.

Vậy quãng đường ô tô đi được từ khi chuyển động đến khi vận tốc của ô tô đạt giá trị lớn nhất là:

S = \int\limits_0^2 {v\left( t \right)dt}  = \int\limits_0^2 {\left( {6t - \dfrac{3}{2}{t^2}} \right)dt}  = 8\,\,\left( m \right).

Câu 75 Trắc nghiệm

Một chất điểm chuyển động thẳng với vận tốc v\left( t \right) = 2t + 3\,\left( {m/s} \right), với t  là thời gian tính bằng giây \left( s \right) từ lúc chất điểm bắt đầu chuyển động. Tính quãng đường chất điểm đi được trong khoảng thời gian từ giây thứ nhất đến giây thứ năm.

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

Ta có: v\left( t \right) = 2t + 3\,\,\left( {m/s} \right)

Khi đó quãng đường của vật được tính từ giây thứ nhất đến giây thứ năm là:

s\left( t \right) = \int\limits_1^5 {\left( {2t + 3} \right)dt} = \left. {\left( {{t^2} + 3t} \right)} \right|_1^5 = {5^2} + 3.5 - 1 - 3 = 36\,\,(m).

Câu 76 Trắc nghiệm

Cho hàm số f\left( x \right) xác định và có đạo hàm trên khoảng \left( {0; + \infty } \right). Biết rằng 2xf'\left( x \right) = f\left( x \right) + {x^2}, \,\forall x \in \,\left( {0; + \infty } \right)f\left( 1 \right) = 2. Tính \int\limits_1^4 {f\left( x \right)d{\rm{x}}} .

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

Bước 1:

Theo bài ra ta có:

2xf'\left( x \right) = f\left( x \right) + {x^2}

\Leftrightarrow \sqrt {2x} f'\left( x \right) - \dfrac{1}{{\sqrt {2x} }}f\left( x \right) = \dfrac{{{x^2}}}{{\sqrt {2x} }}

\Leftrightarrow \dfrac{{f'\left( x \right)\sqrt {2x} {\rm{\;}} - \dfrac{1}{{\sqrt {2x} }}f\left( x \right)}}{{2x}} = \dfrac{{{x^2}}}{{2x\sqrt {2x} }}

\Leftrightarrow \dfrac{{f'\left( x \right)\sqrt {2x} {\rm{\;}} - f\left( x \right){{\left( {\sqrt {2x} } \right)}^\prime }}}{{2x}} = \dfrac{x}{{2\sqrt {2x} }}

\Leftrightarrow {\left( {\dfrac{{f\left( x \right)}}{{\sqrt {2x} }}} \right)^\prime } = \dfrac{1}{{2\sqrt 2 }}\sqrt x

Bước 2:

Lấy nguyên hàm hai vế ta được:

\begin{array}{l}\int {\left( {\dfrac{{f\left( x \right)}}{{\sqrt {2x} }}} \right)'dx}  = \int {\dfrac{1}{{2\sqrt 2 }}\sqrt x dx} \\ \Leftrightarrow \dfrac{{f\left( x \right)}}{{\sqrt {2x} }} = \dfrac{1}{{2\sqrt 2 }}.\dfrac{2}{3}x\sqrt x  + C\\ \Leftrightarrow f\left( x \right) = \dfrac{1}{{3\sqrt 2 }}\sqrt {2x} .x\sqrt x  + C\sqrt {2x} \\ \Leftrightarrow f\left( x \right) = \dfrac{1}{3}{x^2} + C\sqrt {2x} \end{array}

Bước 3:

Ta lại có f\left( 1 \right) = \dfrac{1}{3} + C\sqrt 2  = 2 \Leftrightarrow C = \dfrac{{5\sqrt 2 }}{6} \Rightarrow f\left( x \right) = \dfrac{1}{3}{x^2} + \dfrac{{5\sqrt 2 }}{6}\sqrt {2x}  = \dfrac{1}{3}{x^2} + \dfrac{5}{3}\sqrt x

Bước 4:

Vậy \int\limits_1^4 {f\left( x \right)dx}  = \int\limits_1^4 {\left( {\dfrac{1}{3}{x^2} + \dfrac{5}{3}\sqrt x } \right)dx}  = \dfrac{{133}}{9}.

Câu 77 Trắc nghiệm

Một xe lửa chuyển động chậm dần đều và dừng lại hẳn sau 20 \mathrm{~s} kể từ lúc bắt đầu hãm phanh. Trong thời gian đó xe chạy được 120 \mathrm{~m}. Biết công thức tính vận tốc của chuyển động biến đổi đều là v=v_{0}+a t ; trong đó a\left(\mathrm{~m} / \mathrm{s}^{2}\right) là gia tốc, v(\mathrm{~m} / \mathrm{s}) là vận tốc tại thời điểm t(s). Hãy tính vận tốc v_{0} của xe lửa lúc bắt đầu hãm phanh

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng:

12 \mathrm{~m} / \mathrm{s}

Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng:

12 \mathrm{~m} / \mathrm{s}

Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng:

12 \mathrm{~m} / \mathrm{s}

Bước 1: Tìm a

Tại thời điểm t=20(s), v(20)=0 nên v_{0}+20 a=0 \Rightarrow a=-\dfrac{v_{0}}{20}

Do đó, v(t)=v_{0}-\dfrac{v_{0}}{20} t

Bước 2: Tính \int\limits_0^{20} {v\left( t \right)dt}

Mặt khác, v(t)=s^{\prime}(t) \Rightarrow \int_{0}^{20} v(t) \mathrm{d} t=\int_{0}^{20} s^{\prime}(t) \mathrm{d} t=\left.s(t)\right|_{0} ^{20}=s(20)-s(0)=120

Bước 3: Tính {v_0}

Suy ra, \int_{0}^{20}\left(v_{0}-\dfrac{v_{0}}{20} t\right) \mathrm{d} t=\left.120 \Rightarrow\left(v_{0} t-\dfrac{v_{0}}{40} t^{2}\right)\right|_{0} ^{20}=120

Từ đó ta có phương trình 20 v_{0}-10 v_{0}=120 \Rightarrow v_{0}=12(\mathrm{~m} / \mathrm{s})