Tích phân (phương pháp đổi biến)

  •   
Câu 1 Trắc nghiệm

Hàm số y=f(x) có nguyên hàm trên (a;b)  đồng thời thỏa mãn f(a)=f(b). Lựa chọn phương án 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

Đặt t=f(x)dt=f(x)dx

Đổi cận: {x=at=f(a)x=bt=f(b)

Khi đó I=f(b)f(a)etdt=0 (Vì f(a)=f(b))

Câu 2 Trắc nghiệm

Cho hàm số y=f(x) có đồ thị như hình vẽ bên. Tính tích phân I=31f(2x1)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

Đặt 2x1=t2dx=dt. Đổi cận {x=1t=3x=3t=5.

Khi đó: I=31f(2x1)dx=53f(t)12dt=1253f(t)dt

               =12(23f(x)dx+02f(x)dx+20f(x)dx+32f(x)dx+53f(x)dx)=12(SΔABC+SΔOCD+SΔOED+SΔEFI+SIFHK)=12(12+2+2+12+5)=92.

Câu 3 Trắc nghiệm

Cho hàm số y=f(x) liên tục trên R, thỏa mãn f(2x3+x2+1)=x+2 xR. Tính tích phân 41f(x)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

Bước 1: Biểu diễn (6x2+2x)f(2x3+x2+1)

Khi x0, ta có:

f(2x3+x2+1)=x+2(6x2+2x)f(2x3+x2+1)=(6x2+2x)(x+2)()

Bước 2: Sử dụng phương pháp đổi biến số tính 41f(x)dx

Lấy tích phân từ 0 đến 1 hai vế của () ta được

10(6x2+2x)f(2x3+x2+1)dx=10(6x2+2x)(x+2)dx

10f(2x3+x2+1)d(2x3+x2+1)=496

Đặt t=2x3+x2+1

Đổi cận:x=0t=1;x=1t=4

41f(t)dt=49641f(x)dx=496

Câu 4 Trắc nghiệm

Cho hàm số f(x) liên tục trên R  và 42f(x)dx=2 . Mệnh đề nào sau đây là sai?

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

Dựa vào các đáp án, xét:

21f(2x)dx=1221f(2x)d(2x)=1242f(x)dx=1

33f(x+1)dx=33f(x+1)d(x+1)=42f(x)dx=2

6012f(x2)dx=6012f(x2)d(x2)=1242f(x)dx=1

Do đó các đáp án B, C, D đều đúng, đáp án A sai.

Câu 5 Trắc nghiệm

Đề thi THPT QG 2019 – mã đề 104

Cho hàm số f(x) có đạo hàm liên tục trên R. Biết f(3)=110xf(3x)dx=1, khi đó 30x2f(x)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

Xét 10xf(3x)dx=1.

Đặt t=3xdt=3dx. Đổi cận: {x=0t=0x=1t=3.

10xf(3x)dx=130t3f(t)dt3=11930tf(t)dt=1

30tf(t)dt=9230xf(x)dx=18302xf(x)dx=18

Ta có: 30[x2f(x)+2xf(x)]dx=30x2f(x)dx+302xf(x)dx

30(x2f(x))dx=30x2f(x)dx+18x2f(x)|30=30x2f(x)dx+189f(3)=30x2f(x)dx+189.1=30x2f(x)dx+1830x2f(x)dx=918=9

Câu 6 Trắc nghiệm

Cho tích phân I=1031xdx. Với cách đặt t=31x 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 t=31xt3=1x3t2dt=dxdx=3t2dt

Với x=0t=1 ; x=1t=0

Khi đó I=01t.(3t2)dt=310t3dt

Câu 7 Trắc nghiệm

Đổi biến x=4sint của tích phân I=8016x2dx 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

Bước 1:

Đặt x=4sint

Bước 2:

Đổi cận: {x=0sint=0t=0x=8sint=22t=π4

Bước 3:

Ta có: x=4sintdx=d(4sint)=(4sint)dt=4costdt

Bước 4:

Khi đó ta có: I=4π401616sin2tcostdt=4π404.cos2tdt=16π40cos2tdt =8π40(1+cos2t)dt  

Câu 8 Trắc nghiệm

Cho 31f(x)dx=4. Tính 10f(2x+1)dx.

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: 31f(x)dx=4.

Đặt 2x+1=tdt=2dxdx=12dt

Đổi cận: {x=0t=1x=1t=3

I=10f(2x+1)dx=1231f(t)dt=12.4=2.

Câu 9 Trắc nghiệm

Cho hàm số f(x) liên tục trên R và thỏa mãn 15f(x)dx=9. Tính tích phân 20[f(13x)+9]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

Ta có

I=20[f(13x)+9]dxI=20f(13x)dx+209dx

Đặt I1=20f(13x)dx.

Đặt t=13xdt=3dx.

Đổi cận: {x=0t=1x=2t=5.

I1=1351f(t).dt=1315f(x)dx=13.9=3.

Đặt I2=209dx=9x|20=18.

Vậy I=I1+I2=3+18=21.

Câu 10 Trắc nghiệm

Cho f(x) là hàm liên tục trên R thỏa mãn 10f(x)dx=410f(3x)dx=6. Tích phân 31f(x)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

Ta có: 10f(x)dx=410f(3x)dx=6.

Đặt t=3xdt=3dxdx=13dt

Đổi cận: {x=0t=0x=1t=3

10f(3x)dx=63013f(t)dt=630f(t)dt=1830f(x)dx=1831f(x)dx=30f(x)dx10f(x)dx31f(x)dx=184=14.

Câu 11 Trắc nghiệm

Cho tích phân I=40xx2+9dx. Khi đặt t=x2+9 thì tích phân đã cho trở thành:

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 t=x2+9t2=x2+9 tdt=xdx.

Đổi cận: {x=0t=3x=4t=5.

Vậy I=40xx2+9dx=53t.tdt=53t2dt.

Câu 12 Trắc nghiệm

Cho tích phân I=e11+3lnxxdx, đặt t=1+3lnx. Khẳng định nào dưới đây 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

Đặt t=1+3lnxt2=1+3lnx2tdt=3xdx1xdx=23tdt

Đổi cận:  {x=1t=1x=et=2.

Khi đó ta có: I=21t.23tdt=2321t2dt

Câu 13 Trắc nghiệm

Cho I=30x1+x+1dx. Nếu đặt t=x+1 thì I=21f(t)dt, trong đó f(t) 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: I=30x1+x+1dx

Đặt t=x+1 t2=x+1dx=2tdt

Đổi cận: {x=0t=1x=3t=2

I=20t211+t2tdt =220(t1)(t+1)t+1tdt = 2\int\limits_0^2 {t\left( {t - 1} \right)dt = 2\int\limits_0^2 {\left( {{t^2} - t} \right)dt} }

\Rightarrow f\left( t \right) = 2\left( {{t^2} - t} \right) = 2{t^2} - 2t.

Câu 14 Trắc nghiệm

Biết \int\limits_0^{\ln 2} {\dfrac{{{e^{2x}}}}{{{e^x} + 1}}dx}  = a + \ln \dfrac{b}{c} với a,\,\,b,\,\,c \in {\mathbb{N}^*}\dfrac{b}{c} là phân số tối giản. Giá trị a - b + c 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

Đặt t = {e^x} + 1 \Rightarrow dt = {e^x}dx.

Đổi cận: \left\{ \begin{array}{l}x = 0 \Rightarrow t = 2\\x = \ln 2 \Rightarrow t = 3\end{array} \right..

Khi đó ta có

\begin{array}{l}\int\limits_0^{\ln 2} {\dfrac{{{e^{2x}}}}{{{e^x} + 1}}dx}  = \int\limits_0^{\ln 2} {\dfrac{{{e^x}}}{{{e^x} + 1}}.{e^x}dx}  = \int\limits_2^3 {\dfrac{{t - 1}}{t}dt} \\ = \int\limits_2^3 {\left( {1 - \dfrac{1}{t}} \right)dt}  = \left. {\left( {t - \ln t} \right)} \right|_2^3 = 1 - \ln 3 + \ln 2 = 1 + \ln \dfrac{2}{3}\\ \Rightarrow a = 1,\,\,b = 2,\,\,c = 3\end{array}

Vậy a - b + c = 1 - 2 + 3 = 2.

Câu 15 Trắc nghiệm

Cho hàm số y = f\left( x \right) liên tục trên tập số thực thỏa mãn f\left( x \right) + \left( {5x - 2} \right)f\left( {5{x^2} - 4x} \right) = 50{x^3} - 60{x^2} + 23x - 1  \forall x \in \mathbb{R}. Giá trị của biểu thức \int\limits_0^1 {f\left( x \right)dx} 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

Lấy tích phân từ 0 đến 1 hai vế ta được:

\int\limits_0^1 {f\left( x \right)dx}  + \int\limits_0^1 {\left( {5x - 2} \right)f\left( {5{x^2} - 4x} \right)dx}  = \int\limits_0^1 {\left( {50{x^3} - 60{x^2} + 23x - 1} \right)dx}

Xét tích phân I = \int\limits_0^1 {\left( {5x - 2} \right)f\left( {5{x^2} - 4x} \right)dx} .

Đặt t = 5{x^2} - 4x ta có dt = \left( {10x - 4} \right)dx \Leftrightarrow \left( {5x - 2} \right)dx = \dfrac{1}{2}dt.

Đổi cận: \left\{ \begin{array}{l}x = 0 \Rightarrow t = 0\\x = 1 \Rightarrow t = 1\end{array} \right..

\Rightarrow I = \int\limits_0^1 {\dfrac{1}{2}f\left( t \right)dt}  = \dfrac{1}{2}\int\limits_0^1 {f\left( x \right)dx}

Xét tích phân J = \int\limits_0^1 {\left( {50{x^3} - 60{x^2} + 23x - 1} \right)dx} ta có: J = \left. {\left( {\dfrac{{50{x^4}}}{4} - \dfrac{{60{x^3}}}{3} + \dfrac{{23{x^2}}}{2} - x} \right)} \right|_0^1 = 3

Khi đó ta có \int\limits_0^1 {f\left( x \right)dx}  + \dfrac{1}{2}\int\limits_0^1 {f\left( x \right)dx}  = 3 \Leftrightarrow \dfrac{3}{2}\int\limits_0^1 {f\left( x \right)dx}  = 3 \Leftrightarrow \int\limits_0^1 {f\left( x \right)dx}  = 2.

Câu 16 Trắc nghiệm

Cho f\left( x \right) là hàm số liên tục trên tập số thực \mathbb{R} và thỏa mãn f\left( {{x^2} + 3x + 1} \right) = x + 2. Tính I = \int\limits_1^5 {f\left( x \right)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

Theo bài ra ta có

\begin{array}{l}f\left( {{x^2} + 3x + 1} \right) = x + 2\\ \Rightarrow f\left( {{x^2} + 3x + 1} \right)\left( {2x + 3} \right) = \left( {x + 2} \right)\left( {2x + 3} \right)\\ \Rightarrow \int\limits_0^1 {f\left( {{x^2} + 3x + 1} \right)\left( {2x + 3} \right)dx}  = \int\limits_0^1 {\left( {x + 2} \right)\left( {2x + 3} \right)dx} \\ \Rightarrow \int\limits_0^1 {f\left( {{x^2} + 3x + 1} \right)\left( {2x + 3} \right)dx}  = \dfrac{{61}}{6}\end{array}

Đặt t = {x^2} + 3x + 1 \Rightarrow dt = \left( {2x + 3} \right)dx.

Đổi cận: \left\{ \begin{array}{l}x = 0 \Rightarrow t = 1\\x = 1 \Rightarrow t = 5\end{array} \right..

\Rightarrow \int\limits_0^1 {f\left( {{x^2} + 3x + 1} \right)\left( {2x + 3} \right)dx}  = \int\limits_1^5 {f\left( t \right)dt}  = \int\limits_1^5 {f\left( x \right)dx} .

Vậy \int\limits_1^5 {f\left( x \right)dx}  = \dfrac{{61}}{6}.

Câu 17 Trắc nghiệm

Cho hàm số y = f\left( x \right) liên tục trên \mathbb{R} thỏa mãn \int\limits_0^7 {f\left( x \right)dx}  = 10\int\limits_0^3 {f\left( x \right)dx}  = 6. Tính I = \int\limits_{ - 2}^3 {f\left| {3 - 2x} \right|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

Đặt t = 3 - 2x \Rightarrow dt =  - 2dx. Đổi cận \left\{ \begin{array}{l}x =  - 2 \Rightarrow t = 7\\x = 3 \Rightarrow t =  - 3\end{array} \right..

Khi đó ta có:

\begin{array}{l}I =  - \dfrac{1}{2}\int\limits_7^{ - 3} {f\left( {\left| t \right|} \right)dt}  = \dfrac{1}{2}\int\limits_{ - 3}^7 {f\left( {\left| t \right|} \right)dt} \\\,\,\,\, = \dfrac{1}{2}\left( {\int\limits_{ - 3}^0 {f\left( { - t} \right)dt}  + \int\limits_0^7 {f\left( t \right)dt} } \right)\\\,\,\,\, = \dfrac{1}{2}\left( { - \int\limits_3^0 {f\left( x \right)dx}  + \int\limits_0^7 {f\left( x \right)dx} } \right)\\\,\,\,\, = \dfrac{1}{2}\left( {\int\limits_0^3 {f\left( x \right)dx}  + \int\limits_0^7 {f\left( x \right)dx} } \right)\\\,\,\,\, = \dfrac{1}{2}\left( {6 + 10} \right) = 8\end{array}.

Câu 18 Trắc nghiệm

Cho \int\limits_0^{\frac{\pi }{2}} {\dfrac{{\cos x}}{{{{\sin }^2}x - 5\sin x + 6}}dx}  = a\ln \dfrac{4}{b}. Giá trị của a + b 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

Đặt t = \sin x \Rightarrow dt = \cos xdx.

Đổi cận: \left\{ \begin{array}{l}x = 0 \Rightarrow t = 0\\x = \dfrac{\pi }{2} \Rightarrow t = 1\end{array} \right., khi đó

\begin{array}{l}\int\limits_0^{\frac{\pi }{2}} {\dfrac{{\cos x}}{{{{\sin }^2}x - 5\sin x + 6}}dx}  = \int\limits_0^1 {\dfrac{{dt}}{{{t^2} - 5t + 6}}} \\ = \int\limits_0^1 {\dfrac{{dt}}{{\left( {t - 2} \right)\left( {t - 3} \right)}}}  = \int\limits_0^1 {\left( {\dfrac{1}{{t - 3}} - \dfrac{1}{{t - 2}}} \right)dt} \\ = \left. {\left( {\ln \left| {t - 3} \right| - \ln \left| {t - 2} \right|} \right)} \right|_0^1 = \left. {\ln \left| {\dfrac{{t - 3}}{{t - 2}}} \right|} \right|_0^1\\ = \ln 2 - \ln \dfrac{3}{2} = \ln \dfrac{4}{3}\end{array}

\Rightarrow a = 1,\,\,b = 3.

Vậy a + b = 1 + 3 = 4.

Câu 19 Trắc nghiệm

Cho \int\limits_0^1 {\dfrac{x}{{{{\left( {x + 2} \right)}^2}}}dx}  = a + b\ln 2 + c\ln 3, với a, b, c là các số hữu tỷ. Giá trị của 3a + b + c 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

\begin{array}{l}\int\limits_0^1 {\dfrac{{xdx}}{{{{\left( {x + 2} \right)}^2}}} = \int\limits_0^1 {\dfrac{{x + 2}}{{{{\left( {x + 2} \right)}^2}}}dx}  - \int\limits_0^1 {\dfrac{2}{{{{\left( {x + 2} \right)}^2}}}dx} }  \\= \left. {\left( {\ln \left| {x + 2} \right| + \dfrac{2}{{x + 2}}} \right)} \right|_0^1\\ = \ln 3 + \dfrac{2}{3} - \ln 2 - 1 = \ln 3 - \ln 2 - \dfrac{1}{3}\\ \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}a =  - \dfrac{1}{3}\\b =  - 1\\c = 1\end{array} \right. \Rightarrow 3a + b + c = 3.\left( { - \dfrac{1}{3}} \right) - 1 + 1 =  - 1.\end{array}

Câu 20 Trắc nghiệm

Biết \int\limits_{\dfrac{\pi }{4}}^{\dfrac{\pi }{3}} {\dfrac{{{{\cos }^2}x + \sin x\cos x + 1}}{{{{\cos }^4}x + \sin x{{\cos }^3}x}}dx}  = a + b\ln 2 + c\ln \left( {1 + \sqrt 3 } \right), với a,\,\,b,\,\,c là các số hữu tỉ. Giá trị của abc 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

I = \int\limits_{\dfrac{\pi }{4}}^{\dfrac{\pi }{3}} {\dfrac{{{{\cos }^2}x + \sin x\cos x + 1}}{{{{\cos }^4}x + \sin x{{\cos }^3}x}}dx}  = \int\limits_{\dfrac{\pi }{4}}^{\dfrac{\pi }{3}} {\dfrac{{1 + \tan x + 1 + {{\tan }^2}x}}{{{{\cos }^2}x\left( {1 + \tan x} \right)}}dx}  = \int\limits_{\dfrac{\pi }{4}}^{\dfrac{\pi }{3}} {\dfrac{{{{\tan }^2}x + \tan x + 2}}{{{{\cos }^2}x\left( {1 + \tan x} \right)}}dx}

Đặt t = \tan x \Rightarrow dt = \dfrac{1}{{{{\cos }^2}x}}dx. Đổi cận \left\{ \begin{array}{l}x = \dfrac{\pi }{4} \Rightarrow t = 1\\x = \dfrac{\pi }{3} \Rightarrow t = \sqrt 3 \end{array} \right..

\begin{array}{l} \Rightarrow I = \int\limits_1^{\sqrt 3 } {\dfrac{{{t^2} + t + 2}}{{t + 1}}dt}  = \int\limits_1^{\sqrt 3 } {\left( {t + \dfrac{2}{{t + 1}}} \right)dt} \\ = \left. {\dfrac{{{t^2}}}{2} + 2\ln \left| {t + 1} \right|} \right|_1^{\sqrt 3 } = \dfrac{3}{2} + 2\ln \left( {\sqrt 3  + 1} \right) - \dfrac{1}{2} - 2\ln 2 = 1 - 2\ln 2 + 2\ln \left( {1 + \sqrt 3 } \right)\\ \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = 1\\b =  - 2\\c = 2\end{array} \right. \Rightarrow abc = 1.\left( { - 2} \right).2 =  - 4\end{array}