Tích phân
Kỳ thi ĐGNL ĐHQG Hồ Chí Minh
Cho hai tích phân I=2∫0x3dx, J=2∫0xdx. Tìm mối quan hệ giữa I và J
I=2∫0x3dx=x44|20=4 và J=2∫0xdx=x22|20=2.
Suy ra I.J=8.
Cho hàm số f(x) liên tục trên R thỏa mãn d∫af(x)dx=10;d∫bf(x)dx=18;c∫af(x)dx=7. Giá trị của c∫bf(x)dx là:
Ta có:
d∫af(x)dx=c∫af(x)dx+b∫cf(x)dx+d∫bf(x)dx⇒b∫cf(x)dx=d∫af(x)dx−c∫af(x)dx−d∫bf(x)dx⇒b∫cf(x)dx=10−7−18=−15⇒c∫bf(x)dx=15
Cho biết 3∫1f(x)dx=−2,4∫1f(x)dx=3,4∫1g(x)dx=7. Chọn khẳng định sai?
Ta có: 4∫1[f(x)+g(x)]dx=4∫1f(x)dx+4∫1f(x)dx=10 nên A đúng.
4∫1f(x)dx=3∫1f(x)dx+4∫3f(x)dx⇒4∫3f(x)dx=4∫1f(x)dx−3∫1f(x)dx=3−(−2)=5 nên C đúng, B sai.
4∫1[4f(x)−2g(x)]dx=44∫1f(x)dx−24∫1g(x)dx=−2 nên D đúng.
Tích phân I=∫π204sin3x1+cosxdx có giá trị bằng
4sin3x1+cosx=4sin3x(1−cosx)sin2x=4sinx−4sinxcosx=4sinx−2sin2x
⇒I=∫π20(4sinx−2sin2x)dx=2.
Giả sử A,B là các hằng số của hàm số f(x)=Asinπx+Bx2. Biết 2∫0f(x)dx=4, giá trị của B là:
Ta có: 2∫0f(x)dx=4⇔2∫0(Asinπx+Bx2)dx=4
⇔(−Aπcosπx+B3x3)|20=4⇔B3.23=4⇔B=32
Tích phân I=2π∫0√1+sinxdx có giá trị bằng
Phương pháp tự luận
I=2π∫0√(sinx2+cosx2)2dx=2π∫0|sinx2+cosx2|dx=√22π∫0|sin(x2+π4)|dx=√2[3π2∫0sin(x2+π4)dx−2π∫3π2sin(x2+π4)dx]=4√2
Nếu 1∫0[f2(x)−f(x)]dx=5 và 1∫0[f(x)+1]2dx=36 thì 1∫0f(x)dx bằng:
Ta có: 1∫0[f2(x)−f(x)]dx=5
1∫0[f(x)+1]2dx=36⇔1∫0[f2(x)+2f(x)+1]dx=36⇒1∫0[f2(x)+2f(x)+1]dx−1∫0[f2(x)−f(x)]dx=36−5⇔1∫0[3f(x)+1]dx=31⇔31∫0f(x)dx+1∫0dx=31⇔31∫0f(x)dx+x|10=31⇔31∫0f(x)dx+1=31⇔31∫0f(x)dx=30⇔1∫0f(x)dx=10.
Tích phân 5∫−1|x2−2x−3|dx có giá trị bằng:
5∫−1|x2−2x−3|dx=5∫−1|(x−3)(x+1)|dx=−3∫−1(x2−2x−3)dx+5∫3(x2−2x−3)dx=−(x33−x2−3x)|3−1+(x33−x2−3x)|53=643.
Giá trị của b để b∫1(2x−6)dx=0 là:
Ta có:
b∫1(2x−6)dx=0⇔b∫12xdx−b∫16dx=0⇔x2|b1−6x|b1=0⇔b2−1−6b+6=0⇔b2−6b+5=0⇔[b=1b=5
Tích phân 3∫2x2−x+4x+1dx bằng
3∫2x2−x+4x+1dx=3∫2(x−2+6x+1)dx=(x22−2x+6ln|x+1|)|32=12+6ln43.
Nếu a∫0(cosx+sinx)dx=0(0<a<2π) thì giá trị của a là:
Ta có:
a∫0(cosx+sinx)dx=0 ⇔sinx|a0−cosx|a0=0 ⇔sina−cosa+1=0
⇔sina−cosa=−1⇔1√2.sina−1√2.cosa=−1√2⇔sina.cosπ4−cosa.sinπ4=−1√2
⇔sin(a−π4)=−1√2
⇔sin(a−π4)=sin(−π4)
⇔[a−π4=−π4+k2πa−π4=5π4+k2π
⇔a=3π2(0<a<2π)
Giá trị của tích phân I=π2∫0(sin4x+cos4x)(sin6x+cos6x)dx là:
Ta có:
(sin4x+cos4x)(sin6x+cos6x)
=[(sin2x+cos2x)2−2sin2xcos2x][(sin2x+cos2x)3−3sin2xcos2x(sin2x+cos2x)]
=(1−12sin22x)(1−34sin22x)=1−54sin22x+38(sin22x)2=1−54.1−cos4x2+38.(1−cos4x2)2=38+58cos4x+332(1−2cos4x+cos24x)=1532+716cos4x+332cos24x=1532+716cos4x+332.1+cos8x2=3364+716cos4x+364cos8x
Do đó I=π2∫0(3364+716cos4x+364cos8x)dx=3364x|π20+764sin4x|π20+3512sin8x|π20=33128π
Nếu 2∫1dxx+3 được viết dưới dạng lnab với a,b là các số tự nhiên và ước chung lớn nhất của a,b là 1. Chọn khẳng định sai:
Ta có: \int\limits_1^2 {\dfrac{{dx}}{{x + 3}}} = \left. {\ln \left| {x + 3} \right|} \right|_1^2 = \ln 5 - \ln 4 = \ln \dfrac{5}{4}
Do đó a = 5,b = 4.
Khi đó: 3a - b = 3.5 - 4 = 11 < 12 nên A đúng.
a + 2b = 5 + 2.4 = 13 nên B đúng.
a - b = 5 - 4 = 1 < 2 nên C sai.
{a^2} + {b^2} = {5^2} + {4^2} = 41 nên D đúng.
Kết quả của tích phân \int\limits_{ - 1}^0 {\left( {x + 1 + \dfrac{2}{{x - 1}}} \right)dx} được viết dưới dạng a + b\ln 2 với a,b \in Q. Khi đó a + b có giá trị là:
Ta có: \int\limits_{ - 1}^0 {\left( {x + 1 + \dfrac{2}{{x - 1}}} \right)dx} = \left. {\left( {\dfrac{{{x^2}}}{2} + x + 2\ln \left| {x - 1} \right|} \right)} \right|_{ - 1}^0
= \dfrac{1}{2} - 2\ln 2 \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = \dfrac{1}{2}\\b = - 2\end{array} \right. \Rightarrow a + b = - \dfrac{3}{2}
Giá trị của a để đẳng thức \int\limits_1^2 {\left[ {{a^2} + (4 - 4a)x + 4{x^3}} \right]dx} = \int\limits_2^4 {2xdx} là đẳng thức đúng
Ta có: \int\limits_2^4 {2xdx} = \left. {{x^2}} \right|_2^4 = 12
\int\limits_1^2 {\left[ {{a^2} + (4 - 4a)x + 4{x^3}} \right]dx = } = \left. {\left[ {{a^2}x + (2 - 2a){x^2} + {x^4}} \right]} \right|_1^2 = {a^2} - 6a + 21
\Rightarrow {a^2} - 6a + 21 = 12 \Leftrightarrow a = 3.
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
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.
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:
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}
Cho hàm số f\left( x \right) liên tục trên \left( {0; + \infty } \right) và thỏa mãn 2f\left( x \right) + xf\left( {\dfrac{1}{x}} \right) = x với mọi x > 0. Tính \int\limits_{\frac{1}{2}}^2 {f\left( x \right)dx} .
Ta có: 2f\left( x \right) + xf\left( {\dfrac{1}{x}} \right) = x, với x = \dfrac{1}{t} ta có 2f\left( {\dfrac{1}{t}} \right) + \dfrac{1}{t}f\left( t \right) = \dfrac{1}{t} \Rightarrow f\left( {\dfrac{1}{t}} \right) = \dfrac{1}{2}\left( {\dfrac{1}{t} - \dfrac{1}{t}f\left( t \right)} \right)
\Rightarrow f\left( {\dfrac{1}{x}} \right) = \dfrac{1}{2}\left( {\dfrac{1}{x} - \dfrac{1}{x}f\left( x \right)} \right)
Khi đó ta có
\begin{array}{l}2f\left( x \right) + \dfrac{1}{2}x\left( {\dfrac{1}{x} - \dfrac{1}{x}f\left( x \right)} \right) = x\\ \Leftrightarrow 2f\left( x \right) + \dfrac{1}{2} - \dfrac{1}{2}f\left( x \right) = x\\ \Leftrightarrow \dfrac{3}{2}f\left( x \right) = x - \dfrac{1}{2}\\ \Leftrightarrow \dfrac{3}{2}\int\limits_{\frac{1}{2}}^2 {f\left( x \right)dx} = \int\limits_{\frac{1}{2}}^2 {\left( {x - \frac{1}{2}} \right)dx} \\ \Leftrightarrow \dfrac{3}{2}\int\limits_{\frac{1}{2}}^2 {f\left( x \right)dx} = \dfrac{9}{8} \Leftrightarrow \int\limits_{\frac{1}{2}}^2 {f\left( x \right)dx} = \dfrac{3}{4}\end{array}
Cho hàm số f\left( x \right) có f\left( 0 \right) = 0 và f'\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:
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).
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:
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).