Tích phân (phương pháp từng phần)

Câu 41 Trắc nghiệm

Cho hàm số \(y = f\left( x \right)\)  thỏa mãn \(\int\limits_0^1 {\left( {x + 1} \right)f'\left( x \right)dx}  = 10\)  và \(2f\left( 1 \right) - f\left( 0 \right) = 2\). Tính \(I = \int\limits_0^1 {f\left( x \right)dx} \)

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 $u=x+1;dv=f'(x)dx$ thì $du=dx;v=f(x)$

Ta có:

$\begin{array}{l}\int\limits_0^1 {(x + 1)f'(x)d{\rm{x}} = 10}  \Leftrightarrow \left. {(x + 1)f(x)} \right|_0^1 - \int\limits_0^1 {f(x)d{\rm{x}} = 10 = } 2f(1) - f(0) - \int\limits_0^1 {f(x)d{\rm{x}}} \\ \to \int\limits_0^1 {f(x)d{\rm{x}}}  =  - 8.\end{array}$

Câu 42 Trắc nghiệm

Cho hàm số \(y = f(x)\)thỏa mãn hệ thức \(\int {f\left( x \right)\sin xdx}  =  - f(x).\cos x + \int {{\pi ^x}\cos xdx}. \) Hỏi \(y = f\left( x \right)\) là hàm số nào trong các hàm số sau: 

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 : \(\left\{ \begin{array}{l}u = f(x)\\dv = \sin {\rm{xdx}}\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}du = f'(x)dx\\v = - \cos x\end{array} \right.  \)

$\Rightarrow \int {f(x)\sin {\rm{x}}dx =  - f(x).\cos x + \int {f'(x).\cos xdx} }$

Nên suy ra \(f'(x) = {\pi ^x} \Rightarrow f(x) = \int {{\pi ^x}} dx = \dfrac{{{\pi ^x}}}{{\ln \pi }}\).

Câu 43 Trắc nghiệm

Biết rằng \(\int\limits_0^1 {x\cos 2xdx}  = \dfrac{1}{4}\left( {a\sin 2 + b\cos 2 + c} \right)\) với \(a,b,c \in Z\). Mệnh đề nào sau đây là 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

$\begin{array}{l}u\left( x \right) = x \Rightarrow u'\left( x \right) = 1\\v'\left( x \right) = \cos 2x \Rightarrow v\left( x \right) = \dfrac{{\sin 2x}}{2}\\ \Rightarrow \int\limits_0^1 {x\cos 2xdx = \left. {\dfrac{x}{2}\sin 2x} \right|_0^1}  - \dfrac{1}{2}\int\limits_0^1 {\sin 2xdx}  = \left. {\dfrac{x}{2}\sin 2x} \right|_0^1 + \left. {\dfrac{{\cos 2x}}{4}} \right|_0^1\\ = \dfrac{1}{2}\sin 2 + \dfrac{1}{4}\cos 2 - \dfrac{1}{4} = \dfrac{1}{4}\left( {2\sin 2 + \cos 2 - 1} \right)\\ \Rightarrow a = 2;b = 1;c =  - 1\end{array}$

Khi đó $a - b + c = 2 - 1 - 1 = 0$

Câu 44 Trắc nghiệm

Cho tích phân $I = \int\limits_0^\pi  {{x^2}\cos xdx} $ và $u = {x^2};dv = \cos xdx$ . Khẳng định nào sau 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

$I = \int\limits_0^\pi  {{x^2}\cos xdx} $

Đặt $\left\{ \begin{array}{l}u = {x^2}\\dv = \cos xdx\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}du = 2xdx\\v = \int {\cos xdx} \end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}du = 2xdx\\v = \sin x\end{array} \right.$

$ \Rightarrow I = \left. {{x^2}.\sin x} \right|_0^\pi  - 2\int\limits_0^\pi  {x.\sin xdx} $ 

Câu 45 Trắc nghiệm

Giả sử tích phân \(I = \int\limits_0^4 {x\ln {{\left( {2x + 1} \right)}^{2017}}dx = a + \dfrac{b}{c}\ln 3.} \)  Với phân số  \(\dfrac{b}{c}\) tối giản. Lúc đó :

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 $\left\{ \begin{array}{l}u = \ln {(2x + 1)^{2017}}\\dv = xdx\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}du = \dfrac{{2017.2.{{(2x + 1)}^{2016}}}}{{{{(2x + 1)}^{2017}}}}dx = \dfrac{{4034}}{{2x + 1}}dx\\v = \dfrac{{{x^2}}}{2}\end{array} \right.$

$\left. {I = \ln {{(2x + 1)}^{2017}}.\dfrac{{{x^2}}}{2}} \right|_0^4 - \int_0^4 {\dfrac{{{x^2}}}{2}.\dfrac{{4034}}{{2x + 1}}dx}   $

$= \ln {(2.4 + 1)^{2017}}.\dfrac{{{4^2}}}{2} - 0 - 2017\int_0^4 {\dfrac{{{x^2}}}{{2x + 1}}dx}$

$ = 8\ln {9^{2017}} - 2017\int_0^4 {(\dfrac{1}{2}x - \dfrac{1}{4} + \dfrac{{\dfrac{1}{4}}}{{2{\rm{x}} + 1}})dx}   $

$= 8\ln {9^{2017}} - \dfrac{{2017}}{2}.\left. {\dfrac{{{x^2}}}{2}} \right|_0^4 + \dfrac{{2017}}{4}\left. x \right|_0^4 - \dfrac{{2017}}{4}\int_0^4 {\dfrac{1}{2}.\dfrac{1}{{2x + 1}}d(2x + 1)}$

$\begin{array}{l} = 8\ln {9^{2017}} - \dfrac{{2017}}{4}{.4^2} + \dfrac{{2017}}{4}.4 - \dfrac{{2017}}{8}\left. {\ln \left| {2x + 1} \right|} \right|_0^4 \\ = 8\ln {9^{2017}} - 6051 - \dfrac{{2017}}{8}.(\ln 9 - \ln 1)\\ = 8\ln {9^{2017}} - 6051 - \dfrac{{2017}}{8}.\ln 9 = \dfrac{{127071}}{4}.\ln 3 - 6051\end{array}$

$ \Rightarrow b + c = 127075$

Câu 46 Trắc nghiệm

Có bao nhiêu số nguyên dương $n$ sao cho \(n\ln n - \int_1^n {\ln xdx} \) có giá trị không vượt quá $2017$

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

\(I = \int_1^n {\ln xdx} \)

Đặt $\ln x = u;dv=dx$ . Suy ra \(\dfrac{1}{x}dx = du; v = x\)

\(I = \left. {\left( {x\ln x} \right)} \right|_1^n - \int_1^n {\dfrac{x}{x}dx = n\ln n - n + 1} \)

Biểu thức ban đầu sẽ là: $n - 1$

Để $n-1\le 2017$ thì \(n \le 2018\) và $n$ nguyên dương

Nên sẽ có $2018$  giá trị của $n$

Câu 47 Trắc nghiệm

Biết \(\int\limits_0^{\dfrac{\pi }{4}} {x.c{\rm{os}}2xdx}  = a + b\pi \), với \(a,b\) là các số hữu tỉ. Tính \(S = a + 2b\).     

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 : \(\left\{ \begin{array}{l}u = x\\dv = \cos 2xdx\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}du = dx\\v = \dfrac{1}{2}.\sin 2x\end{array} \right.\)

Suy ra: $\int\limits_0^{\dfrac{\pi }{4}} {x.\cos xdx}  = \left. {\left( {x.\dfrac{1}{2}.{\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{in2x}}} \right)} \right|_0^{\dfrac{\pi }{4}} - \dfrac{1}{2}\int\limits_0^{\dfrac{\pi }{4}} {\sin 2xdx}  $

$= \dfrac{\pi }{8} + \left. {\dfrac{1}{4}\cos 2x} \right|_0^{\dfrac{\pi }{4}} =  - \dfrac{1}{4} + \dfrac{\pi }{8}$

\( \Rightarrow a =  - \dfrac{1}{4};b = \dfrac{1}{8} \Rightarrow S = a + 2b = 0\)

Câu 48 Trắc nghiệm

Biết tích phân \(I = \int\limits_0^1 {x{e^{2x}}dx}  = a{e^2} + b\) ($a,b$ là các số hữu tỉ). Khi đó tổng \(a + b\) 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

Đặt $\left\{ \begin{array}{l}u = x\\dv = {e^{2x}}dx\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}du = dx\\v = \dfrac{{{e^{2x}}}}{2}\end{array} \right.$

$\Rightarrow I = \left. {\dfrac{{x{e^{2x}}}}{2}} \right|_0^1 - \int\limits_0^1 {\dfrac{{{e^{2x}}}}{2}dx = } \left. {\left( {\dfrac{{x{e^{2x}}}}{2} - \dfrac{{{e^{2x}}}}{4}} \right)} \right|_0^1 = \dfrac{{{e^2}}}{4} + \dfrac{1}{4}$

\( \Rightarrow a = \dfrac{1}{4};b = \dfrac{1}{4} \Rightarrow a + b = \dfrac{1}{2}\) 

Câu 49 Trắc nghiệm

Cho tích phân \(I = \int\limits_0^{\dfrac{\pi }{2}} {{e^x}\sin x} \). Gọi \(a,b\) là các số nguyên thỏa mãn \(I = \dfrac{{{e^{\dfrac{\pi }{2}}} + a}}{b}\). Chọn kết luận 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 \(\left\{ \begin{array}{l}u = {e^x}\\dv = \sin xdx\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}du = {e^x}dx\\v =  - \cos x\end{array} \right.\) \(I = \int\limits_0^{\dfrac{\pi }{2}} {{e^x}\sin xdx}  = \left. { - {e^x}\cos x} \right|_0^{\dfrac{\pi }{2}} + \int\limits_0^{\dfrac{\pi }{2}} {{e^x}\cos xdx}  = 1 + \int\limits_0^{\dfrac{\pi }{2}} {{e^x}\cos xdx} \)

Đặt \(\left\{ \begin{array}{l}u = {e^x}\\dv = \cos xdx\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}du = {e^x}dx\\v = \sin xdx\end{array} \right.\)

Khi đó \(\int\limits_0^{\dfrac{\pi }{2}} {{e^x}\cos xdx}  = \left. {{e^x}\sin x} \right|_0^{\dfrac{\pi }{2}} - \int\limits_0^{\dfrac{\pi }{2}} {{e^x}\sin xdx}  = {e^{\dfrac{\pi }{2}}} - \int\limits_0^{\dfrac{\pi }{2}} {{e^x}\sin xdx}  = {e^{\dfrac{\pi }{2}}} - I\)

Do đó \(I = 1 + {e^{\dfrac{\pi }{2}}} - I \Leftrightarrow 2I = {e^{\dfrac{\pi }{2}}} + 1 \Leftrightarrow I = \dfrac{{{e^{\dfrac{\pi }{2}}} + 1}}{2} \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = 1\\b = 2\end{array} \right.\)

Quan sát các đáp án ta thấy đáp án A thỏa mãn.

Câu 50 Trắc nghiệm

Cho \(I = \int\limits_0^1 {\left( {x + \sqrt {{x^2} + 15} } \right)dx}  = a + b\ln 3 + c\ln 5\) với \(a,b,c \in \mathbb{Q}\). Tính tổng \(a + b + c\).

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

\(I = \int\limits_0^1 {\left( {x + \sqrt {{x^2} + 15} } \right)dx}  = \int\limits_0^1 {xdx}  + \int\limits_0^1 {\sqrt {{x^2} + 15} dx} \)

\({I_1} = \int\limits_0^1 {xdx}  = \left. {\dfrac{1}{2}{x^2}} \right|_0^1 = \dfrac{1}{2}\)

\(\begin{array}{l}{I_2} = \int\limits_0^1 {\sqrt {{x^2} + 15} dx}  = \left. {x\sqrt {{x^2} + 15} } \right|_0^1 - \int\limits_0^1 {x.\dfrac{x}{{\sqrt {{x^2} + 15} }}dx} \\\,\,\,\,\,\, = 4 - \int\limits_0^1 {\dfrac{{{x^2}}}{{\sqrt {{x^2} + 15} }}dx}  = 4 - \int\limits_0^1 {\sqrt {{x^2} + 15} dx}  + \int\limits_0^1 {\dfrac{{15}}{{\sqrt {{x^2} + 15} }}dx} \\ \Rightarrow 2{I_2} = 4 + 15\int\limits_0^1 {\dfrac{1}{{\sqrt {{x^2} + 15} }}dx} \end{array}\)

Đặt \(x + \sqrt {{x^2} + 15}  = t \Rightarrow \left( {1 + \dfrac{x}{{\sqrt {{x^2} + 15} }}} \right)dx = dt \Leftrightarrow \dfrac{{dx}}{{\sqrt {{x^2} + 15} }} = \dfrac{{dt}}{t}\).

Khi đó: \(\int\limits_0^1 {\dfrac{1}{{\sqrt {{x^2} + 15} }}dx}  = \int\limits_{\sqrt {15} }^5 {\dfrac{{dt}}{t}}  = \left. {\ln \left| t \right|} \right|_{\sqrt {15} }^5 = \ln 5 - \ln \sqrt {15}  = \dfrac{1}{2}\ln 5 - \dfrac{1}{2}\ln 3\)

\( \Rightarrow 2{I_2} = 4 + 15.\left( {\dfrac{1}{2}\ln 5 - \dfrac{1}{2}\ln 3} \right) \Leftrightarrow {I_2} = 2 + \dfrac{{15}}{4}\ln 5 - \dfrac{{15}}{4}\ln 3\)

\(I = {I_1} + {I_2} = \dfrac{1}{2} + 2 + \dfrac{{15}}{4}\ln 5 - \dfrac{{15}}{4}\ln 3 = \dfrac{5}{2} + \dfrac{{15}}{4}\ln 5 - \dfrac{{15}}{4}\ln 3 \Rightarrow a + b + c = \dfrac{5}{2} + \dfrac{{15}}{4} - \dfrac{{15}}{4} = \dfrac{5}{2}\)

Câu 51 Trắc nghiệm

Cho hàm số \(f\left( x \right)\) là hàm số chẵn và liên tục trên \(\left[ { - 1;1} \right]\) thỏa mãn: \(\int\limits_{ - 1}^1 {f\left( x \right)dx}  = \dfrac{{86}}{{15}}\) và \(f\left( 1 \right) = 5\). Khi đó \(\int\limits_0^1 {xf'\left( x \right)dx} \) 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

Vì \(f\left( x \right)\) là hàm số chẵn và liên tục trên \(\left[ { - 1;1} \right]\) nên \(\int\limits_{ - 1}^1 {f\left( x \right)dx}  = 2\int\limits_0^1 {f\left( x \right)dx}  = \dfrac{{86}}{{15}}\) \( \Rightarrow \int\limits_0^1 {f\left( x \right)dx}  = \dfrac{{43}}{{15}}\).

Xét tích phân \(I = \int\limits_0^1 {xf'\left( x \right)dx} \).

Đặt \(\left\{ \begin{array}{l}u = x\\dv = f'\left( x \right)dx\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}du = dx\\v = f\left( x \right)\end{array} \right.\), khi đó ta có:

\(I = \left. {xf\left( x \right)} \right|_0^1 - \int\limits_0^1 {f\left( x \right)dx}  = f\left( 1 \right) - \int\limits_0^1 {f\left( x \right)dx}  = 5 - \dfrac{{43}}{{15}} = \dfrac{{32}}{{15}}\).

Câu 52 Trắc nghiệm

Nếu \(\int\limits_0^\pi  {f\left( x \right)\sin xdx}  = 20\), \(\int\limits_0^\pi  {xf'\left( x \right)\sin xdx}  = 5\) thì \(\int\limits_0^{{\pi ^2}} {f\left( {\sqrt x } \right)\cos \left( {\sqrt x } \right)dx} \) 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

Xét tích phân \(I = \int\limits_0^{{\pi ^2}} {f\left( {\sqrt x } \right)\cos \left( {\sqrt x } \right)dx} \) .

Đặt \(t = \sqrt x  \Rightarrow {t^2} = x \Rightarrow 2tdt = dx\).

Đổi cận: \(\left\{ \begin{array}{l}x = 0 \Rightarrow t = 0\\x = {\pi ^2} \Rightarrow t = \pi \end{array} \right.\), khi đó ta có \(I = \int\limits_0^\pi  {f\left( t \right)\cos \left( t \right)2tdt}  = \int\limits_0^\pi  {2f\left( x \right)\cos x.xdx} \).

Xét tích phân  \(\int\limits_0^\pi  {xf'\left( x \right)\sin xdx}  = 5\).

Đặt \(\left\{ \begin{array}{l}u = x\sin x\\f'\left( x \right)dx = dv\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}du = \left( {\sin x + x\cos x} \right)du\\v = f\left( x \right)\end{array} \right.\).

\(\begin{array}{l} \Rightarrow \int\limits_0^\pi  {xf'\left( x \right)\sin xdx}  = 5\\ \Leftrightarrow \left. {\left( {x\sin x.f\left( x \right)} \right)} \right|_0^\pi  - \int\limits_0^\pi  {\left[ {f\left( x \right)\sin x + xf\left( x \right)\cos x} \right]dx}  = 5\\ \Leftrightarrow  - \int\limits_0^\pi  {f\left( x \right)\sin xdx}  - \int\limits_0^\pi  {xf\left( x \right)\cos xdx}  = 5\\ \Leftrightarrow  - 20 - \dfrac{I}{2} = 5\\ \Leftrightarrow \dfrac{I}{2} =  - 25\\ \Leftrightarrow I =  - 50\end{array}\)

Câu 53 Trắc nghiệm

Cho hàm số \(y = f\left( x \right)\) liên tục trên đoạn \(\left[ {1;3} \right]\), thỏa mãn \(f\left( {4 - x} \right) = f\left( x \right),\forall x \in \left[ {1;3} \right]\) và \(\int\limits_1^3 {xf\left( x \right)dx =  - 2} \). Giá trị \(2\int\limits_1^3 {f\left( x \right)dx} \) 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: \(\int\limits_1^3 {\left( {4 - x} \right)f\left( x \right)dx}  = 4\int\limits_1^3 {f\left( x \right)dx}  - \int\limits_1^3 {xf\left( x \right)dx} \).

Đặt \(t = 4 - x \Rightarrow dt =  - dx\).

Đổi cận: \(\left\{ \begin{array}{l}x = 1 \Rightarrow t = 3\\x = 3 \Rightarrow t = 1\end{array} \right.\), khi đó ta có:

\(\int\limits_1^3 {\left( {4 - x} \right)f\left( x \right)dx}  =  - \int\limits_3^1 {tf\left( {4 - t} \right)dt} \) \( = \int\limits_1^3 {tf\left( {4 - t} \right)dt}  = \int\limits_1^3 {tf\left( t \right)dt} \)\( = \int\limits_1^3 {xf\left( x \right)dx} \).

\(\begin{array}{l} \Rightarrow \int\limits_1^3 {xf\left( x \right)dx}  = 4\int\limits_1^3 {f\left( x \right)dx}  - \int\limits_1^3 {xf\left( x \right)dx} \\ \Leftrightarrow 2\int\limits_1^3 {f\left( x \right)dx}  = \int\limits_1^3 {xf\left( x \right)dx}  =  { - 2} \end{array}\)

Câu 54 Trắc nghiệm

Cho hàm số \(f\left( x \right)\) có \(f\left( {\dfrac{\pi }{2}} \right) = 2\) và \(f'\left( x \right) = x\sin x\). Giả sử rằng \(\int\limits_0^{\frac{\pi }{2}} {\cos x.f\left( x \right)dx}  = \dfrac{a}{b} - \dfrac{{{\pi ^2}}}{c}\) (với \(a,\,\,b,\,\,c\) là các số nguyên dương, \(\dfrac{a}{b}\) tối giản). Khi đó \(a + b + c\) 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

Đặt \(\left\{ \begin{array}{l}u = f\left( x \right)\\dv = \cos xdx\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}du = f'\left( x \right)dx = x\sin xdx\\v = \sin x\end{array} \right.\).

Khi đó ta có:

\(\begin{array}{l}\int\limits_0^{\frac{\pi }{2}} {\cos x.f\left( x \right)dx} \\ = \left. {\sin x.f\left( x \right)} \right|_0^{\frac{\pi }{2}} - \int\limits_0^{\frac{\pi }{2}} {x{{\sin }^2}xdx} \\ = \sin \dfrac{\pi }{2}.f\left( {\dfrac{\pi }{2}} \right) - \int\limits_0^{\frac{\pi }{2}} {x\dfrac{{1 - \cos 2x}}{2}dx} \\ = 2 - \dfrac{1}{2}\left( {\int\limits_0^{\frac{\pi }{2}} {xdx}  - \int\limits_0^{\frac{\pi }{2}} {x\cos 2xdx} } \right)\\ = 2 - \dfrac{1}{2}\left( {\left. {\dfrac{{{x^2}}}{2}} \right|_0^{\frac{\pi }{2}} - I} \right)\\ = 2 - \dfrac{1}{2}\left( {\dfrac{{{\pi ^2}}}{8} - I} \right)\\ = 2 - \dfrac{{{\pi ^2}}}{{16}} + \dfrac{I}{2}\end{array}\)

Xét tích phân \(I = \int\limits_0^{\frac{\pi }{2}} {x\cos 2xdx} \).

Đặt \(\left\{ \begin{array}{l}u = x\\dv = \cos 2xdx\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}du = dx\\v = \dfrac{{\sin 2x}}{2}\end{array} \right.\), khi đó ta có:

\(\begin{array}{l}I = \left. {x.\dfrac{{\sin 2x}}{2}} \right|_0^{\frac{\pi }{2}} - \dfrac{1}{2}\int\limits_0^{\frac{\pi }{2}} {\sin 2xdx} \\I = \dfrac{\pi }{2}.\dfrac{{\sin \pi }}{2} - 0 + \dfrac{1}{2}.\left. {\dfrac{{\cos 2x}}{2}} \right|_0^{\frac{\pi }{2}}\\I = \dfrac{1}{4}\left( {\cos \pi  - \cos 0} \right)\\I = \dfrac{1}{4}\left( { - 1 - 1} \right) =  - \dfrac{1}{2}\end{array}\)

Do đó \(\int\limits_0^{\frac{\pi }{2}} {\cos x.f\left( x \right)dx}  = 2 - \dfrac{{{\pi ^2}}}{{16}} - \dfrac{1}{4} = \dfrac{7}{4} - \dfrac{{{\pi ^2}}}{{16}}\)

\( \Rightarrow a = 7,\,\,b = 4,\,\,c = 16\)

Vậy \(a + b + c = 7 + 4 + 16 = 27\).

Câu 55 Trắc nghiệm

Cho tích phân $I = \int\limits_{\dfrac{\pi }{4}}^{\dfrac{\pi }{2}} {\dfrac{{\ln \left( {3\sin x + \cos x} \right)}}{{{{\sin }^2}x}}{\rm{d}}x}  = m.\ln \sqrt 2  + n.\ln 3 - \dfrac{\pi }{4}$, tổng $m + n$

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 $\left\{ \begin{array}{l}u = \ln \left( {3\sin x + \cos x} \right)\\dv = \dfrac{{dx}}{{{{\sin }^2}x}}\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}du = \dfrac{{3\cos x - \sin x}}{{3\sin x + \cos x}}\,\,dx\\v =  - \cot x - 3 =  - \dfrac{{3\sin x + \cos x}}{{\sin x}}\end{array} \right.$.

Khi đó $I = \left. {\left[ { - \left( {\cot x + 3} \right)\ln \left( {3\sin x + \cos x} \right)} \right]} \right|_{\dfrac{\pi }{4}}^{\dfrac{\pi }{2}} + \int\limits_{\dfrac{\pi }{4}}^{\dfrac{\pi }{2}} {\dfrac{{3\cos x - \sin x}}{{\sin x}}\,\,dx} .$

$\begin{array}{l} = 4.\ln 2\sqrt 2  - 3.\ln 3 - \int\limits_{\dfrac{\pi }{4}}^{\dfrac{\pi }{2}} {dx}  + 3.\int\limits_{\dfrac{\pi }{4}}^{\dfrac{\pi }{2}} {\dfrac{{d\left( {\sin x} \right)}}{{\sin x}}} \\ = 4.\ln 2\sqrt 2  - 3.\ln 3 - \int\limits_{\dfrac{\pi }{4}}^{\dfrac{\pi }{2}} {dx}  + 3\left. {\ln \left| {\sin x} \right|} \right|_{\dfrac{\pi }{4}}^{\dfrac{\pi }{2}}\\ = 4.\ln 2\sqrt 2  - 3.\ln 3 - \dfrac{\pi }{4} - 3.\ln \dfrac{1}{{\sqrt 2 }}\\ = 12ln\sqrt 2  - 3\ln 3 - \dfrac{\pi }{4} + 3\ln \sqrt 2  = 15.\ln \sqrt 2  - 3.\ln 3 - \dfrac{\pi }{4}\\ \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}m = 15\\n =  - 3\end{array} \right. \Rightarrow m + n = 12.\end{array}$

Câu 56 Trắc nghiệm

Cho hàm số \(f\left( x \right)\) có \(f\left( 2 \right) = 0\) và \(f'\left( x \right) = \dfrac{{x + 7}}{{\sqrt {2x - 3} }}\), \(\forall x \in \left( {\dfrac{3}{2}; + \infty } \right)\) . Biết rằng \(\int\limits_4^7 {f\left( {\dfrac{x}{2}} \right)dx}  = \dfrac{a}{b}\) (\(a,\,\,b \in \mathbb{Z}\), \(b > 0\), \(\dfrac{a}{b}\) là phân số tối giản). Khi đó \(a + b\) 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

Xét tích phân \(\int\limits_4^7 {f\left( {\dfrac{x}{2}} \right)dx}  = \dfrac{a}{b}\).

Đặt \(t = \dfrac{x}{2} \Rightarrow dt = \dfrac{1}{2}dx \Leftrightarrow dx = 2dt\). Đổi cận: \(\left\{ \begin{array}{l}x = 4 \Rightarrow t = 2\\x = 7 \Rightarrow t = \dfrac{7}{2}\end{array} \right.\).

Khi đó ta có: \(I = 2\int\limits_2^{\dfrac{7}{2}} {f\left( t \right)dt} \).

Đặt \(\left\{ \begin{array}{l}u = f\left( t \right)\\dv = dt\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}du = f'\left( t \right)dt\\v = t - \dfrac{7}{2}\end{array} \right.\), khi đó ta có:

\(\begin{array}{l}I = 2\left( {\left. {\left( {t - \dfrac{7}{2}} \right)f\left( t \right)} \right|_2^{\dfrac{7}{2}} - \int\limits_2^{\dfrac{7}{2}} {\left( {t - \dfrac{7}{2}} \right)f'\left( t \right)dt} } \right)\\I = 2\left( {\dfrac{7}{2}f\left( 0 \right) - \int\limits_2^{\dfrac{7}{2}} {\left( {x - \dfrac{7}{2}} \right)f'\left( x \right)dx} } \right)\\I = 2\left( {\dfrac{7}{2}f\left( 2 \right) - \int\limits_2^{\dfrac{7}{2}} {\left( {x - \dfrac{7}{2}} \right).\dfrac{{x + 7}}{{\sqrt {2x - 3} }}dx} } \right)\\I =  - 2\int\limits_2^{\dfrac{7}{2}} {\left( {x - \dfrac{7}{2}} \right).\dfrac{{x + 7}}{{\sqrt {2x - 3} }}dx} \\I = \dfrac{{236}}{{15}}\\ \Rightarrow a = 236,\,\,b = 15.\end{array}\)

Vậy \(a + b = 236 + 15 = 251\) .

Câu 57 Trắc nghiệm

Cho hàm số \(f\left( x \right)\) liên tục trên \(\left( { - \dfrac{1}{2};2} \right)\) thỏa mãn \(f\left( 0 \right) = 2\), \(\int\limits_0^1 {{{\left[ {f'\left( x \right)} \right]}^2}dx}  = 12 - 16\ln 2\), \(\int\limits_0^1 {\dfrac{{f\left( x \right)}}{{{{\left( {x + 1} \right)}^2}}}dx}  = 4\ln 2 - 2\). Tính \(\int\limits_0^1 {f\left( x \right)dx} \).

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

Xét tích phân: \(I = \int\limits_0^1 {\dfrac{{f\left( x \right)}}{{{{\left( {x + 1} \right)}^2}}}dx} \).

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

Khi đó ta có:

\(\begin{array}{l}\,\,\,\,\,\,I = \left. {\dfrac{{x - 1}}{{2\left( {x + 1} \right)}}f\left( x \right)} \right|_0^1 - \int\limits_0^1 {\dfrac{{x - 1}}{{2\left( {x + 1} \right)}}f'\left( x \right)dx} \\ \Leftrightarrow I = \dfrac{1}{2}f\left( 0 \right) - \dfrac{1}{2}\int\limits_0^1 {\dfrac{{x - 1}}{{x + 1}}f'\left( x \right)dx} \\ \Leftrightarrow 4\ln 2 - 2 = \dfrac{1}{2}.2 - \dfrac{1}{2}\int\limits_0^1 {\dfrac{{x - 1}}{{x + 1}}f'\left( x \right)dx} \\ \Leftrightarrow \int\limits_0^1 {\dfrac{{x - 1}}{{x + 1}}f'\left( x \right)dx}  = 6 - 8\ln 2\end{array}\)

Xét \(\int\limits_0^1 {{{\left( {f'\left( x \right) + k\dfrac{{x - 1}}{{x + 1}}} \right)}^2}dx}  = 0\).

\(\begin{array}{l} \Leftrightarrow \int\limits_0^1 {{{\left[ {f'\left( x \right)} \right]}^2}dx}  + 2k\int\limits_0^1 {\dfrac{{x - 1}}{{x + 1}}f'\left( x \right)dx}  + {k^2}\int\limits_0^1 {{{\left( {\dfrac{{x - 1}}{{x + 1}}} \right)}^2}dx}  = 0\\ \Leftrightarrow 12 - 16\ln 2 + 2k.\left( {6 - 8\ln 2} \right) + {k^2}\int\limits_0^1 {{{\left( {1 - \dfrac{2}{{x + 1}}} \right)}^2}dx}  = 0\\ \Leftrightarrow 12 - 16\ln 2 + 2k.\left( {6 - 8\ln 2} \right) + {k^2}\int\limits_0^1 {\left( {1 - \dfrac{4}{{x + 1}} + \dfrac{4}{{{{\left( {x + 1} \right)}^2}}}} \right)dx}  = 0\\ \Leftrightarrow 12 - 16\ln 2 + 2k.\left( {6 - 8\ln 2} \right) + {k^2}\left. {\left( {x - 4\ln \left| {x + 1} \right| - \dfrac{4}{{x + 1}}} \right)} \right|_0^1 = 0\\ \Leftrightarrow 12 - 16\ln 2 + 2k.\left( {6 - 8\ln 2} \right) + {k^2}\left( {1 - 4\ln 2 - 2 + 4} \right) = 0\\ \Leftrightarrow \left( {3 - 4\ln 2} \right){k^2} - 4\left( {3 - 4\ln 2} \right)k + 4\left( {3 - 4\ln 2} \right) = 0\\ \Leftrightarrow {k^2} - 4k + 4 = 0 \Leftrightarrow {\left( {k - 2} \right)^2} = 0 \Leftrightarrow k = 2\end{array}\)

Khi đó ta có \(\int\limits_0^1 {{{\left( {f'\left( x \right) - 2.\dfrac{{x - 1}}{{x + 1}}} \right)}^2}dx}  = 0 \Leftrightarrow f'\left( x \right) = 2.\dfrac{{x - 1}}{{x + 1}}\).

\( \Rightarrow f\left( x \right) = \int {f'\left( x \right)dx}  = 2\int {\dfrac{{x - 1}}{{x + 1}}dx} \) \( = 2\int {\left( {1 - \dfrac{2}{{x + 1}}} \right)dx}  = 2\left( {x - 2\ln \left| {x + 1} \right|} \right) + C\).

Có \(f\left( 0 \right) = 2\) \( \Rightarrow 2\left( {0 - 2\ln 1} \right) + C = 2 \Leftrightarrow C = 2\).

\( \Rightarrow f\left( x \right) = 2\left( {x - 2\ln \left| {x + 1} \right|} \right) + 2 = 2x - 4\ln \left| {x + 1} \right| + 2\).

\(\begin{array}{l} \Rightarrow \int\limits_0^1 {f\left( x \right)dx}  = \int\limits_0^1 {\left[ {2x - 4\ln \left| {x + 1} \right| + 2} \right]dx} \\ = \left. {\left( {{x^2} + 2x} \right)} \right|_0^1 - 4\int\limits_0^1 {\ln \left| {x + 1} \right|dx}  = 3 - 4J\end{array}\).

Ta có: \(J = \int\limits_0^1 {\ln \left| {x + 1} \right|dx}  = \int\limits_0^1 {\ln \left( {x + 1} \right)dx} \).

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

\(\begin{array}{l} \Rightarrow J = \left. {\left( {x + 1} \right)\ln \left( {x + 1} \right)} \right|_0^1 - \int\limits_0^1 {dx} \\ \Rightarrow J = 2\ln 2 - 1.\ln 1 - \left. x \right|_0^1\\ \Rightarrow J = 2\ln 2 - 1\end{array}\)

Vậy \(\int\limits_0^1 {f\left( x \right)dx}  = 3 - 4\left( {2\ln 2 - 1} \right) = 7 - 8\ln 2\).

Câu 58 Trắc nghiệm

Cho tích phân $I = \int\limits_0^{\dfrac{\pi }{4}} {\dfrac{{{x^2}}}{{{{\left( {x\sin x + \cos x} \right)}^2}}}{\rm{d}}x}  = \dfrac{{m - \pi }}{{m + \pi }}$, giá trị của $m$ 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 : \(\left( {x\sin x + \cos x} \right)' = \sin x + x\cos x - \sin x = x\cos x\)

$ \Rightarrow I = \int\limits_0^{\dfrac{\pi }{4}} {\dfrac{{{x^2}}}{{{{\left( {x\sin x + \cos x} \right)}^2}}}{\rm{d}}x}  = \int\limits_0^{\dfrac{\pi }{4}} {\dfrac{{\dfrac{x}{{\cos x}}.x\cos x}}{{{{\left( {x\sin x + \cos x} \right)}^2}}}dv} $

Đặt $\left\{ \begin{array}{l}u = \dfrac{x}{{\cos x}}\\{\rm{d}}v = \dfrac{{x\cos x}}{{{{\left( {x\sin x + \cos x} \right)}^2}}}{\rm{d}}x\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{\rm{d}}u = \dfrac{{x\sin x + \cos x}}{{{{\cos }^2}x}}{\rm{d}}x\\v =  - \dfrac{1}{{x\sin x + \cos x}}\end{array} \right..$

Khi đó

$\begin{array}{l}I = \left. { - \dfrac{x}{{\cos x}}.\dfrac{1}{{x\sin x + \cos x}}} \right|_0^{\dfrac{\pi }{4}} + \int\limits_0^{\dfrac{\pi }{4}} {\dfrac{{{\rm{d}}x}}{{{{\cos }^2}x}}}  = \\ = \dfrac{{ - \dfrac{\pi }{4}}}{{\dfrac{{\sqrt 2 }}{2}}}.\dfrac{1}{{\dfrac{\pi }{4}\dfrac{{\sqrt 2 }}{2} + \dfrac{{\sqrt 2 }}{2}}} + \left. {\tan x} \right|_0^{\dfrac{\pi }{4}}\\ = \dfrac{{ - \dfrac{\pi }{4}}}{{\dfrac{1}{2}\left( {\dfrac{\pi }{4} + 1} \right)}} + 1 = \dfrac{{ - 2\pi }}{{\left( {\pi  + 4} \right)}} + 1 = \dfrac{{4 - \pi }}{{4 + \pi }} \Rightarrow m = 4\end{array}$. 

Câu 59 Trắc nghiệm

Cho hàm số \(f\left( x \right)\) liên tục trên R thỏa mãn điều kiện \(x.f\left( {{x^3}} \right) + f\left( {{x^2} - 1} \right) = {e^{{x^2}}}\), \(\forall x \in \mathbb{R}\). Khi đó giá trị của \(\int\limits_{ - 1}^0 {f\left( x \right)dx} \) 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: \(x.f\left( {{x^3}} \right) + f\left( {{x^2} - 1} \right) = {e^{{x^2}}}\) \( \Leftrightarrow {x^2}.f\left( {{x^3}} \right) + xf\left( {{x^2} - 1} \right) = x{e^{{x^2}}}\).

Lấy tích phân tư -1 đến 0 hai vế phương trình ta có:

\(\int\limits_{ - 1}^0 {{x^2}.f\left( {{x^3}} \right)dx}  + \int\limits_{ - 1}^0 {xf\left( {{x^2} - 1} \right)dx}  = \int\limits_{ - 1}^0 {x{e^{{x^2}}}dx} \,\,\left( * \right)\).

Xét \({I_1} = \int\limits_{ - 1}^0 {{x^2}.f\left( {{x^3}} \right)dx} \).

Đặt \(t = {x^3} \Rightarrow dt = 3{x^2}dx \Rightarrow {x^2}dx = \dfrac{{dt}}{3}\).

Đổi cận: \(\left\{ \begin{array}{l}x =  - 1 \Rightarrow t =  - 1\\x = 0 \Rightarrow t = 0\end{array} \right.\), khi đó ta có: \({I_1} = \dfrac{1}{3}\int\limits_{ - 1}^0 {f\left( t \right)dt}  = \dfrac{1}{3}\int\limits_{ - 1}^0 {f\left( x \right)dx} \).

Xét \({I_2} = \int\limits_{ - 1}^0 {xf\left( {{x^2} - 1} \right)dx} \).

Đặt \(u = {x^2} - 1 \Rightarrow du = 2xdx \Rightarrow xdx = \dfrac{1}{2}du\).

Đổi cận: \(\left\{ \begin{array}{l}x =  - 1 \Rightarrow u = 0\\x = 0 \Rightarrow u =  - 1\end{array} \right.\), khi đó ta có \({I_2} = \dfrac{1}{2}\int\limits_0^{ - 1} {f\left( u \right)du}  =  - \dfrac{1}{2}\int\limits_{ - 1}^0 {f\left( x \right)dx} \).

Xét \({I_3} = \int\limits_{ - 1}^0 {x{e^{{x^2}}}dx} \)

Đặt \(v = {x^2} \Rightarrow dv = 2xdx \Rightarrow xdx = \dfrac{1}{2}dv\).

Đổi cận: \(\left\{ \begin{array}{l}x =  - 1 \Rightarrow v = 1\\x = 0 \Rightarrow v = 0\end{array} \right.\), khi đó ta có \({I_3} = \dfrac{1}{2}\int\limits_1^0 {{e^v}dv}  = \dfrac{1}{2}\left. {{e^v}} \right|_1^0 = \dfrac{1}{2} - \dfrac{e}{2} = \dfrac{{1 - e}}{2}\).

Thay tất cả vào (*) ta có:

\(\begin{array}{l}\dfrac{1}{3}\int\limits_{ - 1}^0 {f\left( x \right)dx}  - \dfrac{1}{2}\int\limits_{ - 1}^0 {f\left( x \right)dx}  = \dfrac{{1 - e}}{2}\\ \Leftrightarrow  - \dfrac{1}{6}\int\limits_{ - 1}^0 {f\left( x \right)dx}  = \dfrac{{1 - e}}{2}\\ \Leftrightarrow \int\limits_{ - 1}^0 {f\left( x \right)dx}  = 3\left( {e - 1} \right)\end{array}\)

Câu 60 Tự luận

Cho \(f\left( x \right)\) liên tục trên \(\mathbb{R}\) và \(f\left( 2 \right) = 1\), \(\int\limits_0^1 {f\left( {2x} \right)dx = 2} \). Tích phân \(\int\limits_0^2 {xf'\left( x \right)dx} \) bằng

Đáp án 

Câu hỏi tự luận
Bạn chưa làm câu này

Đáp án 

Bước 1: Sử dụng tích phân từng phần.

Ta có \(A = \int_0^2 {xf'\left( x \right)dx} \)

Đặt \(\left\{ \begin{array}{l}x = u\\dv = f'\left( x \right)dx\end{array} \right. \)\(\Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}dx = du\\v = f\left( x \right)\end{array} \right.\).

Khi đó \(A = \left. {x.f\left( x \right)} \right|_0^2 - \int\limits_0^2 {f\left( x \right)dx} \)\( = 2f\left( 2 \right) - \int\limits_0^2 {f\left( x \right)dx} \).

Bước 2: Sử dụng phương pháp đổi biến số.

Xét \(B = \int\limits_0^1 {f\left( {2x} \right)dx} \).

Đặt \(t = 2x \Rightarrow dt = 2dx\).

Đổi cận \(\left\{ \begin{array}{l}x = 0 \Rightarrow t = 0\\x = 1 \Rightarrow t = 2\end{array} \right.\)

Khi đó ta có \(B = \dfrac{1}{2}\int\limits_0^2 {f\left( t \right)dt}  = \dfrac{1}{2}\int\limits_0^2 {f\left( x \right)dx} \)\( = 2 \)\(\Rightarrow \int\limits_0^2 {f\left( x \right)dx}  = 4\)

Vậy \(A = 2.1 - 4 =  - 2\).