Giải bài tập SGK Toán 12 Bài 2: Tích phân
Hướng dẫn Giải bài tập Tích phân sẽ giúp các em học sinh nắm vững phương pháp giải bài tập và ôn luyện tốt kiến thức đã học.
Mục lục nội dung
Giải bài tập SGK Toán 12 Bài 2: Tích phân
1. Giải bài 1 trang 112 SGK Giải tích 12
Tính các tích phân sau
a) ∫12−123√(1−x)2dx∫12−123√(1−x)2dx
b) ∫π20sin(π4−x)dx
c) ∫2121x(x+1)dx
d) ∫20x(x+1)2dx
e) ∫2121−3x(x+1)2dx
g) ∫π2−π2sin3xcos5xdx
Phương pháp giải
Sử dụng các công thức nguyên hàm mở rộng để tính
Hướng dẫn giải
Câu a
Đặt u=1−x ta có du=−dx
Khi x=−12 thì u=32; khi x=12 thì u=12. Do đó:
∫12−123√(1−x)2dx =−∫12323√u2du=∫3212u32du=35u53|3212
=35u3√u2|3212=35(323√94−123√14)=3103√4(33√9−1)
Câu b
Đặt u=π4−x ta có du=−dx
Khi x = 0 thì u=π4; khi x=π2 thì u=−π4. Do đó:
∫π20sin(π4−x)dx=−∫−π4π4sinu.du
=−∫π4−π4sinu.du=−cosu|π4−π4
=−(cosπ4−cos(−π4))=0
Vậy ∫π20sin(π4−x)dx=0.
Câu c
Ta có
1x(x+1)=1x−1x+1. Do đó:
∫212dxx(x+1)=∫212(1x−1x+1)dx=∫212dxx−∫212dxx+1
=∫212dxx−∫212d(x+1)x+1=ln|x||212−ln|x+1||212
=ln2−ln12−ln3−ln32=ln2.
Câu d
∫20x(x+1)2dx=∫20(x2+2x2+x)dx
=(x44+23x3+12x2)|20=4+163+2=343
Câu e
Đặt u = x + 1 ta có du = dx và x = u - 1
Khi x=12 thì u=32; khi x=2 thì u=3. Do đó:
∫2121−3x(x+1)2dx=∫3321−3(u−1)u2du=∫3324−3uu2du
=4∫332−3∫332duu=−4u|332−3ln.u|332
=−(43−432)−3(ln3−ln32)=43−3ln2
Câu g
Ta có: sin3x.cos5x=12(sin8x−sin2x)
Do đó
∫π2−π2sin3x.cos5xdx=12∫π2−π2(sin8x−sin2x)dx
=12∫π2−π2sin8xdx−12∫π2−π2sin2xdx
=−116cos8x|π2−π2+14cos2x|π2−π2
=−116[cos4π−cos(−4π)]+14[cosπ−cos(−π)]
=−116(1−1)+14(−1+1)=0
2. Giải bài 2 trang 112 SGK Giải tích 12
Tính các tích phân sau:
a) ∫20|1−x|dx
b) ∫π20sin2xdx
c) ∫ln20e2x+1+1exdx
d) ∫π0sin2xcos2xdx
Phương pháp giải
a) Phá dấu giá trị tuyệt đối
b) Sử dụng công thức hạ bậc: sin2x=1−cos2x2
c) Chia tử cho mẫu và sử dụng công thức: ∫eax+bdx=1aeax+b+C
d) Sử dụng công thức hạ bậc: cos2x=1+cos2x2.
Hướng dẫn giải
Câu a
Ta có: |1−x|=[1−xkhix≤1x−1khix>1
⇒∫20|1−x|dx=∫10|1−x|dx+∫21|1−x|dx
=∫10(1−x)dx+∫21(x−1)dx
=(x−x22)|10+(x22−x)|21=12+12=1
Câu b
π2∫0sin2xdx=12π2∫0(1−cos2x)dx=12(x−sin2x2)|π20=12.π2=π4
Câu c
ln2∫0e2x+1+1exdx=ln2∫0(e2x+1−x+e−x)dx=ln2∫0(ex+1+e−x)dx=(ex+1−e−x)|ln20=eln2+1−e−ln2−(e−1)
=eln2.e1−(eln2)−1−e+1=2.e−2−1−e+1=2e−12−e+1=e+12
Câu d
sin2xcos2x=sin2x1+cos2x2=12sin2x+12sin2xcos2x=12sin2x+14sin4x⇒π∫0sin2xcos2xdx=π∫0(12sin2x+14sin4x)dx=(−14cos2x−116cos4x)|π0=−14−116−(−14−116)=0
3. Giải bài 3 trang 113 SGK Giải tích 12
Sử dụng phương pháp biến đổi số, tính tích phân:
a) ∫30x2(1+x)32dx (Đặt u= x+1)
b) ∫10√1−x2dx (Đặt x = sint )
c) ∫10ex(1+x)1+x.exdx (Đặt u = 1+x.ex)
d) ∫a201√a2−x2dx (Đặt x= asint)
Phương pháp giải
a) Đặt u=x+1 và sử dụng công thức nguyên hàm cỏ bản:
∫xαdx=xα+1α+1+C(α≠−1)
b) Đặt x=sint
Sử dụng công thức hạ bậc: cos2α=1+cos2α2
Sử dụng công thức nguyên hàm: \(\int
c) Đặt u=1+x.ex.
d) Đặt x=asint.
Hướng dẫn giải
Câu a
Đặt u=x+1⇒du=dx và x=u−1.
Đổi cận: {x=0⇒u=1x=3⇒u=4
3∫0x2(1+x)32dx=4∫1(u−1)2u32du=4∫1u2−2u+1u32du=4∫1(u12−2u−12+u−32)du=(u12+112+1−2.u−12+1−12+1+u−32+1−32+1)|41=(23u32−4u12−2u−12)|41=−113−(−163)=53
Câu b
Đặt x=sint, \(0
và √1−x2=√1−sin2t=√cos2t=|cost|=cost.
Đổi cận: {x=0⇒t=0x=1⇒t=π2
⇒1∫0√1−x2dx=π2∫0√1−sin2tcostdt=π2∫0cos2tdt=12π2∫0(1+cos2t)dt=12(t+sin2t2)|π20=12.π2=π4
Câu c
Đặt: u=1+x.ex
⇒du=(ex+x.ex)dx=ex(1+x)dx.
Đổi cận: {x=0⇒u=1x=1⇒u=1+e
⇒1∫0ex(1+x)1+xexdx=1+e∫1duu=ln|u||1+e1=ln(1+e)−ln1=ln(1+e)
Câu d
Đặt x=asint⇒dx=acostdt
Đổi cận: {x=0⇒t=0x=a2⇒t=π6
⇒a2∫01√a2−x2dx=π6∫0acostdt√a2−a2sin2t=π6∫0acostdta.cost=π6∫0dt=t|π60=π6.
4. Giải bài 4 trang 113 SGK Giải tích 12
Sử dụng phương pháp tích phân tưng phần, hãy tính tích phân:
a) ∫π20(x+1)sinxdx
b) ∫e1x2lnxdx
c) ∫10ln(1+x)dx
d) ∫10(x2−2x+1)e−xdx
Phương pháp giải
Phương pháp tích phân từng phần: b∫audv=uv|ba−b∫avdu.
Hướng dẫn giải
Câu a
Đặt {u=x+1dv=sinx.dx⇒{du=dxv=−cosx
Áp dụng công thức tính tích phân từng phần ta có:
∫π20(x+1)sinxdx=−(x+1)cosx|π20+∫π20cosxdx
=−[(π2+1).cosπ2−cos 0]+sinx|π20=2
Câu b
Đặt {u=lnxdv=x2dx⇒{du=dxxv=x33
Áp dụng công thức tính tích phân từng phần ta có:
∫e1x2lnxdx=x33lnx|e1−13∫e1x2dx=e33−19x3|e1
=e33−19(e3−1)=29e3+19
Câu c
Đặt {u=ln(1+x)dv=dx⇒{du=11+xdxv=x
Ta có
∫10ln(1+x)dx=xln(1+x)|10−∫10x1+xdx
=ln2−∫10x+1−11+xdx=ln2−∫10dx+∫10dx1+x
=ln2−x|10+ln(1+x)|10=ln2−1+ln2=2ln2−1
Câu d
Đặt {u=x2−2x−1dv=exdx⇒{du=(2x−2)dxv=−e−x
Áp dụng công thức tính tích phân từng phần ta có:
∫10(x2−2x−1)e−xdx=−e−x(x2−2x−1)|10+∫10(2x−2)e−xdx
=2e−1+2∫10(x−1)e−xdx
Tiếp tục đặt: {u1=x−1dv1=e−xdx⇒{du1=duv1=−e−x
Ta có: ∫10(x−1)e−xdx=−e−x(x−1)|10+∫10e−xdx
=−1−e−x|10=−1−1e+1=−1e
Vậy ∫10(x2−2x−1)e−xdx=2e−1−2e=−1.
5. Giải bài 5 trang 113 SGK Giải tích 12
Tính các tích phân sau:
a) ∫10(1+3x)32dx
b) ∫120x3−1x2−1dx
c) ∫21ln(1+x)x2dx
Phương pháp giải
a) ∫(ax+b)n=1a(ax+b)n+1n+1+C.
b) Sử dụng hằng đẳng thức để rút gọn phân thức trong dấu tích phân.
c) Sử dụng phương pháp tích phân từng phần, đặt {u=ln(1+x)dv=1x2dx
Hướng dẫn giải
Câu a
1∫0(1+3x)32dx=13.(1+3x)32+132+1|10=215.(1+3x)52|10=215(452−1)=215.31=6215
Câu b
12∫0x3−1x2−1dx=12∫0(x−1)(x2+x+1)(x−1)(x+1)dx=12∫0x2+x+1x+1dx=12∫0x(x+1)+1x+1dx=12∫0(x+1x+1)dx=(x22+ln|x+1|)|120=18+ln32
Câu c
Đặt {u=ln(1+x)dv=1x2dx⇒{du=11+xdxv=−1x
⇒2∫1ln(1+x)x2dx=−1xln(1+x)|21+2∫1dxx(1+x)=−12ln3+ln2+2∫1(1x−11+x)dx=−12ln3+ln2+ln|x1+x||21=−12ln3+ln2+ln23−ln12=ln1√3+ln2+ln23−ln12
=−12ln3+ln2+ln2−ln3+ln2=3ln2−32ln3
6. Giải bài 6 trang 113 SGK Giải tích 12
Tính tích phân ∫10x(1−x)5dx bằng hai phương pháp:
a) Đổi biến số u = 1 - x
b) Tính tích phân từng phần
Phương pháp giải
a) Đặt u=1−x
b) Đặt {u=xdv=(1−x)5dx
Hướng dẫn giải
Câu a
Đặt u=1−x
⇒x=1−u⇒dx=−du.
Đổi cận: {x=0⇒u=1x=1⇒u=0
⇒1∫0x(1−x)5dx=−0∫1(1−u)u5du=1∫0(u5−u6)du=(u66−u77)|10=16−17=142
Câu b
Đặt {u=xdv=(1−x)5dx⇒{du=dxv=−(1−x)66
⇒1∫0x(1−x5)dx=−x(1−x)66|10+161∫0(1−x)6dx=−16(1−x)77|10=142
Tham khảo thêm
- doc Giải bài tập SGK Toán 12 Bài 1: Nguyên hàm
- doc Giải bài tập SGK Toán 12 Bài 3: Ứng dụng của tích phân trong hình học
- doc Giải bài tập SGK Toán 12 Ôn tập chương 3: Nguyên hàm. Tích phân và Ứng dụng