LẠI VĂN LONG- THPT LÊ HOÀN
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
CHUYÊN ĐỀ TÍCH PHÂN
Bảng công thức tích phân bất định :
∫ 0dx = C
n
∫ x dx =
x n +1
+C
n +1
∫ dx = x + C
1
∫ x dx = ln x + C
n ≠ −1
ax
C
ln a
∫ cos xdx = sin x + C
x
x
∫ e dx = e + C
x
∫ a dx =
∫ sin xdx = − cos x + C
1
∫ cos x dx = tan x + C
∫ sin
1
2
2
x
dx = − cot x + C
u′( x)
1
1
x−a
∫ u( x) dx = ln u ( x) + C
∫ x 2 − a 2 dx = 2a ln x + a + C
x 2
a
2
2
∫ x + a dx = 2 x + a + 2 ln x + x + a + C
Phương pháp biến số phụ :
Cho hàm số f (x) liên tục trên đoạn [ a; b] có nguyên hàm là F (x) .
Giả sử u (x) là hàm số có đạo hàm và liên tục trên đoạn [α , β ] và có miền giá trị là [ a; b]
thì ta có :
∫ f [ u( x)].u ' ( x)dx = F ( x)[ u( x)] + C
BÀI TẬP
Tính các tích phân sau :
1
a) I1 = ∫
0
xdx
x2 + 1
1
e
e x dx
ex − 1
0
b) I 2 = ∫
c) I 3 = ∫
1
1 + ln x dx
x
Bài làm :
a) Đặt t = x 2 + 1 ⇒ dt = 2 xdx ⇒ xdx =
dt
2
x = 0 → t = 1
x = 1 → t = 2
Đổi cận :
2
2
xdx
1 2 dt 1
1
Vậy : I1 = ∫ 2 = ∫ = ln t = ln 2
21 t 2
2
1 x +1
1
b) Đặt t = e x − 1 ⇒ dt = e x dx
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
Trang 1
LẠI VĂN LONG- THPT LÊ HOÀN
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
x = 1 → t = e − 1
Đổi cận :
2
x = 2 → t = e − 1
1
x
Vậy : I 2 = ∫ ex dx =
0
e −1
e2 −1
∫
e−1
e2 −1
dt
= ln t
= ln(e + 1)
t
e−1
1
x
c) Đặt t = 1 + ln x ⇒ tdt = dx
x = 1 → t = 1
x = e → t = 2
Đổi cận :
e
I3 = ∫
1
2
2
1 + ln x dx
2 3
2
= ∫ t dt = t 2 = (2 2 − 1)
x
3 1 3
1
Tích phân lượng giác :
β
Dạng 1 : I = ∫ sin mx. cos nxdx
α
Cách làm: biến đổi tích sang tổng .
β
m
n
Dạng 2 : I = ∫ sin x. cos x.dx
α
Cách làm :
Nếu m, n chẵn . Đặt t = tan x
Nếu m chẵn n lẻ . Đặt t = sin x (trường hợp còn lại thì ngược lại)
β
Dạng 3 : I = ∫
α
dx
a. sin x + b. cos x + c
Cách làm :
2t
sin x =
x
1+ t2
Đặt : t = tan ⇒
2
2
cos x = 1 − t
1+ t2
β
a. sin x + b. cos x
.dx
Dạng 4 : I = ∫
c. sin x + d . cos x
α
Cách làm :
Đặt :
a. sin x + b. cos x
B (c. cos x − d . sin x)
= A+
c. sin x + d . cos x
c. sin x + d . cos x
Sau đó dùng đồng nhất thức .
β
Dạng 5: I = ∫
α
a. sin x + b. cos x + m
.dx
c. sin x + d . cos x + n
Cách làm :
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
Trang 2
LẠI VĂN LONG- THPT LÊ HOÀN
Đặt :
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
a. sin x + b. cos x + m
B (c. cos x − d . sin x )
C
= A+
+
c. sin x + d . cos x + n
c. sin x + d . cos x + n c. sin x + d . cos x + n
Sau đó dùng đồng nhất thức.
BÀI TẬP
Tính tích phân :
π
2
π
2
a) I1 = ∫ cos xdx 4
π
4
b) I 2 = ∫ cos 5 xdx
(sin x + 1)
0
c) I 3 = ∫ tan 6 xdx
0
0
Bài làm :
a) Đặt : t = sin x + 1 ⇒ dt = cos xdx
x = 0 → t = 1
Đổi cận : π
x = 2 → t = 2
π
2
2
2
Vậy : I 1 = ∫ cos xdx 4 = ∫ dt4 = − 13 = 7
(sin x + 1)
3t
1 t
b) Đặt : t = sin x ⇒ dt = cos xdx
x = 0 → t = 0
Đổi cận : π
x = 2 → t = 1
0
π
2
Vậy :
1
(
I 2 = ∫ cos xdx = ∫ 1 − t
5
0
)
2 2
0
24
1
1
(
)
dt = ∫ 1 + t 4 − 2t 2 dt
0
1
t5 2
8
= ∫ − t 3 + t =
5 3
0 15
0
1
c) Đặt : t = tan x ⇒ dt = (tan 2 x + 1)dx
x = 0 → t = 0
Đổi cận : π
x = 4 → t = 1
π
4
Vậy :
1
1
t 6 dt
1
I 3 = ∫ tan xdx = ∫ 2
= ∫ t 4 − t 2 + 1 − 2
dt
t + 1
0
0 t +1
0
6
1
π
4
t5 t3
13 π
= − + t − ∫ du = −
15 4
5 3
0 0
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
Trang 3
LẠI VĂN LONG- THPT LÊ HOÀN
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
Tính các tích phân sau :
π
2
a) I1 = ∫
0
π
3
sin x. cos x
a 2 .sin 2 x + b 2 . cos 2 x
cos x
b) I 2 = ∫
dx
2 + cos 2 x
0
dx
Bài làm :
a) Đặt : t = a 2 .sin 2 x + b 2 . cos 2 x ⇒ dt = 2(−b 2 + a 2 ) sin x. cos xdx
x = 0 → t = a 2
Đổi cận : π
2
x = → t = b
2
Nếu a ≠ b
π
2
Vậy :
sin x. cos x
1
dx =
2
2 b − a2
a 2 . sin x + b 2 . cos x
I1 = ∫
0
1
= 2
t
b − a2
b2
=
a2
(
a−b
b −a
2
2
=
b2
)∫
a2
dt
t
1
a+b
Nếu a = b
π
2
sin x. cos x
I1 = ∫
a . sin x + b . cos x
2
0
Vậy :
=
π
2
2
2
2
sin x. cos xdx
a
0
dx = ∫
π
2
π
2
1
1
1
sin 2 xdx = −
cos 2 x =
∫
2a 0
4a
2a
0
b) Đặt : t = sin x ⇒ dt = cos xdx
x = 0 → t = 0
Đổi cận : π
3
x = → t =
3
2
π
3
cos x
Vậy : I 2 = ∫ 2 + cos 2 x dx =
0
3
2
∫
0
dt
3 − 2t
2
=
1
2
3
2
∫
0
dt
3 2
−t
2
3
3
cos u ⇒ dt = −
sin udu
2
2
π
t
=
0
→
u
=
2
Đổi cận :
t = 3 → u = π
2
4
Đặt : t =
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
Trang 4
LẠI VĂN LONG- THPT LÊ HOÀN
1
I2 =
2
Vậy :
=
3
2
∫
0
π
4
1
∫ du =
2π
dt
3 2
−t
2
1
2
4
1
=
2
π
2
∫
π
4
3
sin udu
2
3
1 − cos 2 u
2
(
)
π
=
u
π
2
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
4 2
π
4
Tính các tích phân sau :
π
2
π
2
b) I 2 = ∫ sin x + 7 cos x + 6 dx
1
a) I 1 = ∫
dx
4
sin
x
+
3
cos
x
+
5
0
0
4 sin x + 3 cos x + 5
Bài làm :
x
2dt
⇒ dt = tan 2 + 1dx ⇒ dx = 2
2
t +1
x = 0 → t = 0
Đổi cận : π
x = 2 → t = 1
2
1
1
2
dt
1
+
t
I1 = ∫
dt = ∫
2
2
2t
1− t
0
0 ( t + 1)
4
+
3
+
5
Vậy :
1+ t2
1+ t2
a) Đặt : t = tan
x
2
1
1
1
=−
=
t+2 0 6
sin x + 7 cos x + 6
4 cos x − 3 sin x
C
= A+ B
+
4 sin x + 3 cos x + 5
4 sin x + 3 cos x + 5 4 sin x + 3 cos x + 5
Dùng đồng nhất thức ta được: A = 1 , B = 1 , C = 1
b)Đặt :
π
2
Vậy :
I2 = ∫
0
π
2
sin x + 7 cos x + 6
4 cos x − 3 sin x
1
dx = ∫ 1 +
+
dx
4 sin x + 3 cos x + 5
4
sin
x
+
3
cos
x
+
5
4
sin
x
+
3
cos
x
+
5
0
π
= ( x + ln 4 sin x + 3 cos x + 5 ) 02 + I1 =
π
9 1
+ ln +
2
8 6
Bạn đọc tự làm :
π
2
cos3 x
a) I1 = ∫ 2 dx
π sin x
6
π
2
b) I 2 = ∫ cos3 x. sin xdx
0
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
π
2
dx
0 sin x + 2
c) I 3 = ∫
Trang 5
LẠI VĂN LONG- THPT LÊ HOÀN
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
π
2
π
2
π
2
1
sin x − cos x + 1
d) I 5 = ∫
dx d) I 6 = ∫
dx
0 sin x + 2 cos x + 3
0 sin x + 2 cos x + 3
3
c) I 3 = ∫ 4 sin x dx
0 cos x + 1
Tính nguyên hàm,tích phân các hàm hữu tỷ
dx
1
1
=−
.
+ C với ( a, n ) ∈ C × ( N − { 0,1} ) ta có :
Dạng 1 : I = ∫ (
n
n − 1 ( x − a ) n−1
x − a)
dx
= ln x + C
Nếu n = 1 , a ∈ R ta có : I = ∫
x−a
α , β , a, b, c ∈ R
dx
trong
đó
:
2
ax 2 + bx + c
∆ = b − 4ac < 0
* Giai đoạn 1 : α ≠ 0 ,làm xuất hiện ở tử thức đạo hàm của tam thức ax 2 + bx + c ,
Dạng 2 : I = ∫
αx + β
(
)
n
sai khác một số :
I=
α
2a ∫
2aβ
−b
α
2ax + b
α 2aβ
dx
α
dx =
dx +
− b ∫ 2
n
n
∫
2
2
2a ax + bx + c
2a α
ax + bx + c
ax + bx + c
2ax + b +
(
)
* Giai đoạn 2 :
Tính I = ∫ (
(
)
(
n
n
dt
4a − ∆
dx =
.
n
∫
2
− ∆ 2a 2 ax + b 1 + t 2
ax + bx + c
t=
dx
)
)
−∆
(
)
n
* Giai đoạn 3 :
Tính I = ∫
(t
1
2
P ( x)
)
+1
n
dt có thể tính bằng hai phương pháp , truy hồi hoặc đặt t = tan φ
m
Dạng 3 : I = ∫ Q ( x ) dx
n
Pm ( x ) am x m + ...... + a1 x + a0
=
Ta có :
Qn ( x ) bn x n + ...... + b1 x + b0
P ( x)
R ( x)
m
r
Nếu : deg( P ) ≥ deg( Q ) thì ta thực hiện phép chia Q ( x ) = A( m − n ) ( x ) + Q ( x ) trong đó
n
n
Rr ( x )
phân số Q ( x ) có deg( R ) < deg( Q )
n
Nếu : deg( P ) < deg( Q ) ta có các qui tắc sau :
Pm ( x )
A1
An −1
An
+ ...... +
+
n −1
( x − a) ( x − a)
( x − a)
( x − a) n
n
Pm ( x )
Ai
=
∑
n
i
Vdụ 1a :
( x − a ) i i=1 ( x − ai )
*Qt 1:
n
∏
i =1
=
i
P ( x)
A
B
C
D
m
Vdụ 1b : ( x − a)( x − b)( x − c)2 = x − a + x − b + x − c + ( x − c ) 2
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
Trang 6
LẠI VĂN LONG- THPT LÊ HOÀN
Pm ( x )
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
An−1 x + Bn−1
An x + Bn
A1 x + B1
+ ...... +
+
2
n −1
2
ax + bx + c
ax + bx + c
ax + bx + c
ax 2 + bx + c
m
n
Pt ( x )
Ai
Ai x + B1
=
+
∑
∑
*Qt 3:
n
i
m
( x − α ) ax 2 + bx + c i =1 ( x − α ) k =1 ax 2 + bx + c i
P ( x)
A
Bx + C
Vdụ 1 : ( x − α ) axt 2 + bx + c = x − α + ax 2 + bx + c
Pt ( x )
B1 x + C1
B2 x + C 2
A
=
+
+
2
2
Vdụ 2 :
( x − α ) ax 2 + bx + c ( x − α ) ax + bx + c ax 2 + bx + c 2
*Qt 2':
(
2
)
n
=
(
)
(
)
(
)
(
(
)
(
)
n
với ∆ < 0
)
(
)
(
)
(
) (
)
BÀI TẬP
Tính các tích phân sau :
1
a) I 1 = ∫
0
1
dx
2
x + 3x + 2
b) I 2 = ∫
(x
0
dx
2
+ 3x + 2
)
2
Bài làm :
1
1
1
dx
dx
1
1
=∫
= ∫
−
dx
a) I 1 = ∫ 2
( x + 1)( x + 2) 0 x + 1 x + 2
0 x + 3x + 2
0
= [ ln x + 1 − ln x + 2 ] 0 = ln
4
3
1
1
1
dx
1
2
dx = ∫
+
−
dx
b) I 2 = ∫ 2
2
2
2
( x + 2) ( x + 1)( x + 2)
0 ( x + 3x + 2)
0 ( x + 1)
1
1
1
1
= −
−
− 2( ln x + 1 − ln x + 2 ) = OK
x +1 x + 2
0
Tính các tích phân sau :
1
a) I1 = ∫
0
1
dx
4
x + 3x 2 + 3
b) I 2 = ∫
(
0
4x − 2
dx
x + 1 ( x + 2)
2
)
Bài làm :
dx
1
x
= arctan + C với a > 0
2
x +a
a
a
1
dx
1 1
1
= ∫ 2
− 2
dx
2
2
x +1 x + 3 2 0 x +1 x + 3
a)* Bạn đọc dễ dàng chứng minh được I 0 = ∫
1
1
dx
I1 = ∫ 4
=
x + 3 x 2 + 3 ∫0
0
(
)(
)
1
(
1
1
x
π
= arctan x −
arctan
= 9−2 3
2
3
30 2
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
2
)
Trang 7
LẠI VĂN LONG- THPT LÊ HOÀN
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
4x − 2
A
Bx + C x ( A + B ) + x( 2 B + C ) + 2C + A
=
+ 2
=
2
( x + 2) x + 1 x + 2 x + 1
( x + 2) x 2 + 1
A + B = 0
A = −2
Do đó ta có hệ : 2 B + C = 4 ⇔ B = 2
2C + A = 0
C = 0
2
b) Đặt :
(
1
Vậy : I 2 = ∫
0
[
)
(
)
1
(
4x − 2
2
2x
dx
=
−
+
dx
2
∫
x
+
2
x
+
1
x 2 + 1 ( x + 2)
0
)
]
1
= − 2 ln x + 2 + ln x 2 + 1 = −2 ln 3 + ln 2 + ln 2 − ln 1 = ln
0
4
9
Bạn đọc tự làm :
3
a) I1 = ∫
2
2
c) I 3 = ∫
1
5
x +1
dx
2
x ( x − 1)
b) I 2 = ∫
x −1
dx
4x3 − x
d) I 3 = ∫ x 4 − 3x 2 + 2 dx
3
2
2
3
dx
x + 2x − 3
2
x
HD:
x +1
A
B
C
1
A
B
=
+
x + 2x − 3 x − 1 x + 3
3
x
A
B
C
D
x −1 1
x−4
=
+
+
+
d) 4
= 1 +
c) 3
2
x − 3x + 2 x − 1 x + 1 x + 2 x − 2
4 x − x 4 x( 2 x + 1)( 2 x − 1)
a) x 2 ( x − 1) = x + x 2 + x − 1
b)
2
Đẳng thức tích phân :
Muốn chứng minh đẳng thức trong tích phân ta thường dùng cách đổi biến số và nhận
xét một số đặc điểm sau .
* Cận tích phân , chẵn lẻ , tuần hoàn , cận trên + cận dưới, ….
Chúng ta cần phải nhớ những đẳng thức nầy và xem nó như 1 bổ đề áp dụng.
BÀI TẬP
1
1
m
n
Chứng minh rằng : ∫ x (1 − x ) dx = ∫ x (1 − x ) dx
0
n
m
0
Bài làm :
1
m
Xét I = ∫ x (1 − x ) dx
n
0
Đặt : t = 1 − x ⇒ dt = −dx ⇒ dx = −dt
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
Trang 8
LẠI VĂN LONG- THPT LÊ HOÀN
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
x = 0 → t = 1
x = 1 → t = 0
Đổi cận :
1
0
1
m n
Vậy : I = ∫ x (1 − x ) dx = − ∫ (1 − t ) t dt = ∫ (1 − t ) t dt (đpcm)
n
m
0
m n
1
0
Chứng minh rằng nếu f (x) là hàm lẻ và liên tục trên đoạn [ − a, a ] thì :
a
∫ f ( x ) dx = 0
I=
−a
Bài làm :
a
I=
0
a
−a
0
∫ f ( x)dx = ∫ f ( x ) dx + ∫ f ( x ) dx (1)
−a
0
Xét
∫ f ( x ) dx
. Đặt t = − x ⇒ dt = −dx ⇒ dx = −dt
−a
x = −a → t = a
x = 0 → t = 0
Đổi cận :
V ậy :
0
a
a
−a
0
0
∫ f ( x ) dx = ∫ f ( − t ) dt = −∫ f ( t ) dt
Thế vào (1) ta được : I = 0 (đpcm)
• Tương tự bạn đọc có thể chứng minh : Nếu f (x) là hàm chẳn và liên tục trên đoạn
a
a
−a
0
[ − a, a ] thì I = ∫ f ( x ) dx = 2∫ f ( x )dx
Cho a > 0 và f ( x ) là hàm chẵn , liên tục và xác định trên R .
f ( x)
Chứng minh rằng : ∫ x dx = ∫ f ( x )dx
a +1
−α
0
α
α
f ( x)
f ( x)
f ( x)
dx = ∫ x
dx + ∫ x
dx
x
+1
a +1
a +1
−α
0
α
0
∫α a
−
α
Bài làm :
(1)
0
Xét
t = − x ⇒ dt = − dx ⇒ dx = − dt
x = −α → t = α
Đổi cận :
x = 0 → t = 0
f ( x)
dx . Đặt
x
+1
∫α a
−
f ( x)
f (− t)
at f ( t )
dx
=
dt
=
Vậy : ∫ x
∫0 a −t + 1 ∫0 at + 1
a +1
−α
0
α
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
α
Trang 9
LẠI VĂN LONG- THPT LÊ HOÀN
Thế vào (1) ta được :
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
f ( x)
a f ( x)
f ( x)
dx = ∫ x
dx + ∫ x
dx = ∫ f ( x ) dx (đpcm)
x
+1
a +1
a +1
−α
0
0
α
0
∫α a
−
α
x
α
Cho hàm số f ( x ) liên tục trên [ 0,1] . Chứng minh rằng :
π
ππ
∫0 x. f ( sin x ) dx = 2 ∫0 f ( sin x ) dx
Bài làm :
π
Xét ∫ x. f ( sin x ) dx . Đặt t = π − x ⇒ dt = −dx ⇒ dx = −dt
0
x = 0 → t = π
x = π → t = 0
Đổi cận :
π
π
π
Vậy : ∫ x. f ( sin x ) dx = ∫ ( π − t ). f [ sin ( π − t ) ] dt = ∫ ( π − t ). f ( sin t ) dt
0
0
0
π
π
0
0
= π ∫ f ( sin t ) dt − ∫ t. f ( sin t ) dt
π
π
⇒ 2∫ x. f ( sin x ) dx = π ∫ f ( sin x )dx
0
⇒
0
π
π
π
∫ x. f ( sin x ) dx = 2 ∫ f ( sin x )dx
0
0
• Từ bài toán trên , bạn đọc có thể mở rộng bài toán sau .
Nếu hàm số f ( x ) liên tục trên [ a, b] và f ( a + b − x ) = f ( x ) . Thì ta luôn có :
π
b
a+b
∫a x. f ( x ) dx = 2 ∫0 f ( x ) dx
Cho hàm số f ( x ) liên tục,xác định , tuần hoàn trên R và có chu kì T .
Chứng minh rằng :
a +T
T
a
0
∫ f ( x ) dx = ∫ f ( x ) dx
Bài làm :
a +T
T
a +T
a
a
T
0
T
a +T
0
T
∫ f ( x ) dx = ∫ f ( x ) dx + ∫ f ( x ) dx =∫ f ( x ) dx + ∫ f ( x ) dx + ∫ f ( x ) dx
Vậy ta cần chứng minh
a
a
a +T
0
T
∫ f ( x ) dx = ∫ f ( x ) dx
a
Xét
∫ f ( x ) dx
. Đặt t = x + T ⇒ dt = dx
0
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
Trang 10
LẠI VĂN LONG- THPT LÊ HOÀN
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
x = 0 → t = T
x = a → t = a + T
Đổi cận :
a +T
a +T
∫ f ( t − T ) dt = ∫ f ( t )dt
Vậy :
T
a +T
T
T
a
0
∫ f ( x ) dx = ∫ f ( x ) dx
Hay :
(đpcm)
• Từ bài toán trên , ta có hệ quả sau :
Nếu hàm số f ( x ) liên tục,xác định , tuần hoàn trên R và có chu kì T , thì ta luôn
T
2
T
∫ f ( x ) dx = ∫ f ( x ) dx
có :
0
−
T
2
Bạn đọc tự làm :
1
π
0
−1
e) I 5 =
∫π
−
π
x. sin x
dx
9 + 4 cos 2 x
π
2
x 2 sin x
1+ 2x
2
2π
x.sin x
dx
2
1
+
cos
x
0
d) I 4 = ∫
1
x 2 + sin x
dx
1+ x2
−1
f) I 6 = ∫
dx
(
)
g) I 7 = ∫ ln sin x + 1 + sin x dx
∗
0
)
b) I 2 = ∫ sin 2 x. cos x ln x + x 2 + 1 dx
0
c) I 3 = ∫
(
1
6
a) I1 = ∫ x(1 − x ) dx
2
∗
h) I 8 =
2009π
∫
1 − cos 2 x dx
0
Tích phân từng phần :
Cho hai hàm số u và v có đạo hàm liên tục trên đoạn [ a, b] , thì ta có :
b
b
∫ udv = [ uv] a − ∫ vdu
a
b
a
Trong lúc tính tính tích phân từng phần ta có những ưu tiên sau :
*ưu tiên1: Nếu có hàm ln hay logarit thì phải đặt u = ln x hay u = log a x .
*ưu tiên 2 : Đặt u = ?? mà có thể hạ bậc.
BÀI TẬP
Tính các tích phân sau :
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
Trang 11
LẠI VĂN LONG- THPT LÊ HOÀN
π
2
1
x
a) I1 = ∫ x.e dx
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
e
c) I 3 = ∫ ln xdx
b) I 2 = ∫ x . cos xdx
0
2
1
0
Bài làm :
u = x ⇒ du = dx
a) Đặt :
x
x
dv = e dx ⇒ v = e
1
1
x
x
x
x
Vậy : I1 = ∫ x.e dx = x.e 0 − ∫ e dx = e − e 0 = e − ( e − 1) = 1
1
0
1
0
u = x ⇒ du = 2 xdx
dv = cos xdx ⇒ v = sin x
2
b) Đặt :
π
2
π
2
Vậy : I1 = ∫ x.e x dx = − x. cos x − 2 ∫ x. sin xdx = π −2 ∫ x. sin xdx (1)
1
π
2
0
0
2
4
0
0
π
2
Ta đi tính tích phân ∫ x. sin xdx
0
u = x ⇒ du = dx
dv = sin xdx ⇒ v = − cos x
Đặt :
π
2
Vậy :
π
2
π
2
0
π
π
∫ x. sin xdx = − x. cos x + ∫ cos xdx = − x. cos x 02 + sin 02 = 1
0
0
1
x
Thế vào (1) ta được : I1 = ∫ x.e dx =
0
π 2 −8
4
1
u = ln x ⇒ du = dx
x
c) Đặt :
dv = dx ⇒ v = x
e
e
Vậy : I 3 = ∫ ln xdx = x. ln x 1 − ∫ dx = x. ln x 1 − x 0 = 1
e
1
e
e
1
Tính các tích phân sau :
π
a) I1 = ∫ e . sin xdx
x
0
π
4
b) I 2 = ∫ x2 dx
cos x
0
eπ
c) I 3 = ∫ cos( ln x ) dx
1
Bài làm :
u = e x ⇒ du = e x dx
a) Đặt :
dv = sin xdx ⇒ v = − cos x
π
π
π
x
x
x
π
Vậy : I1 = ∫ e . sin xdx = − e . cos x 0 + ∫ e . cos xdx = e + 1 + J
0
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
(1)
0
Trang 12
LẠI VĂN LONG- THPT LÊ HOÀN
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
u = e ⇒ du = e dx
dv = cos xdx ⇒ v = sin x
x
x
Đặt :
π
π
π
x
x
x
Vậy : J = ∫ e . cos xdx = e . sin x 0 − ∫ e . sin xdx = − I
0
0
Thế vào (1) ta được : 2 I1 = eπ + 1 ⇒
I1 =
eπ + 1
2
u = x ⇒ du = dx
b) Đặt :
1
dv = cos 2 x dx ⇒ v = tan x
π
4
Vậy : I 2 = ∫
0
π
4
π
x
π
π
2
4 =
(
)
dx
=
x
.
tan
x
−
tan
xdx
=
+
ln
cos
x
+ ln
2
∫
0
cos x
4
4
2
0
π
4
0
1
u = cos( ln x ) ⇒ du = − sin ( ln x ) dx
x
c) Đặt :
dv = dx ⇒ v = x
eπ
eπ
Vậy : I 3 = ∫ cos( ln x ) dx = x. cos( ln x ) 1 + ∫ sin ( ln x ) dx = −( eπ + 1) + J
eπ
1
1
1
u = sin ( ln x ) ⇒ du = cos( ln x ) dx
x
Đặt :
dv = dx ⇒ v = x
eπ
eπ
Vậy : I 3 = ∫ sin ( ln x ) dx = x. sin ( ln x ) 1 − ∫ cos( ln x ) dx = 0 − I 3
1
eπ
1
Thế vào (1) ta được : 2 I 3 = −( eπ + 1) ⇒ I 3 = −
eπ + 1
2
Bạn đọc tự làm :
ln 2
a) I1 =
−x
∫ x.e dx
0
2
1
1
−
dx
2
ln x ln x
e
c) I 3 = ∫
π
3
e) I 5 = ∫ sin x. ln( tan x ) dx
π
4
π
4
g) I ∗7 = ∫ x 2 cos 2 x
0
e
b) I 2 = ∫ (1 − ln x ) dx
2
1
(
1
)
2
d) I 4 = ∫ ln x + 1 + x dx
0
e
f) I 6 = ∫ cos 2 ( ln x ) dx
1
π
2
h) I ∗7 = ∫ 1 + sin x e x dx
0
1 + cos x
Tích phân hàm trị tuyệt đối, min , max :
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
Trang 13
LẠI VĂN LONG- THPT LÊ HOÀN
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
b
Muốn tính I = ∫ f ( x ) dx ta đi xét dấu f ( x ) trên đoạn [ a, b] , khử trị tuyệt đối
a
b
Muốn tính I = ∫ max[ f ( x ) , g ( x ) ] dx ta đi xét dấu f ( x ) − g ( x ) trên đoạn [ a, b]
a
b
Muốn tính I = ∫ min[ f ( x ) , g ( x ) ] dx ta đi xét dấu f ( x ) − g ( x ) trên đoạn [ a, b]
a
Tính các tích phân sau :
2
4
2
b) I1 = ∫ x + 2 x − 3 dx
a) I1 = ∫ x − 2 dx
0
1
Bài làm :
x 1
a)
x-2
2
-
4
0
+
2
4
x2 x2
Vậy : I1 = ∫ x − 2 dx = ∫ ( 2 − x )dx + ∫ ( x + 2)dx = 2 x − + − 2 x
2 1 2
2
1
1
2
1
5
= ( 4 − 2 ) − 2 − + [ ( 8 − 8) − ( 2 − 4 ) ] =
2
2
4
2
4
b) Lập bảng xét dấu x 2 + 2 x − 3 , x ∈ [ 0,2] tương tự ta được
2
1
0
0
(
2
)
(
)
I1 = ∫ x 2 + 2 x − 3 dx = − ∫ x 2 + 2 x − 3 dx + ∫ x 2 + 2 x − 3 dx
1
.
1
2
x3
x3
I1 = 3 x − x 2 − + − 3 x + x 2 + = 4
3 0
3 1
1
Tính I a = ∫ x x − a dx với a là tham số :
0
Bài làm :
x
x-a
−∞
a
0
-
+∞
+
(Từ bảng xét dấu trên ta có thể đánh giá ).
Nếu a ≤ 0 .
1
1
I a = ∫ x x − a dx = ∫
0
0
(
1
x 3 ax 2
1 a
x − ax dx = −
= −
2 0 3 2
3
2
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
)
Trang 14
LẠI VĂN LONG- THPT LÊ HOÀN
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
Nếu 0 < a < 1 .
1
a
(
1
)
(
)
I a = ∫ x x − a dx = − ∫ x − ax dx + ∫ x 2 − ax dx
0
2
0
a
a
1
ax 2 x 3 ax 2 x 3
1 a2 a3
=
− + −
+ = −
+
3 0 2
3 a 3 2
2
2
Nếu a ≥ 1 .
1
x 3 ax 2
1 a
I a = ∫ x x − a dx = − ∫ x − ax dx = − −
=− +
2 0
3 2
3
0
0
1
1
(
)
2
2
3
Tính : a) I1 = ∫ min (1, x ) dx
(
)
I 2 = ∫ max x 2 , x dx
2
0
0
Bài làm :
a) Xét hiệu số : (1 − x 2 ) ∀x ∈ [ 0,2]
2
(
)
1
2
2
x3
4
2
I
=
min
1
,
x
dx
=
x
dx
+
dx
=
+ x1 =
Vậy : 1 ∫
∫
∫
3 0
3
0
0
1
2
2
b) Xét hiệu số : x( x − 1) ∀x ∈ [ 0,3] tương tự như trên ta có .
3
(
1
)
1
3
3
x2
x3
55
I 2 = ∫ max x , x dx = ∫ xdx + ∫ x dx =
+
=
2 0 3 1 6
0
0
1
2
2
Bạn đọc tự làm :
π
2
3
3π
4
a) I1 = ∫ min ( x, x − 3) dx b) I 2 = ∫ max( sin x, cos x ) dx c) I 3 = ∫ sin x − cos x dx
2
−2
0
3
0
5
d) I 4 = ∫ max( x 2 ,4 x − 3) dx d) I ∗ 4 = ∫ x + 2 x − 1 + x − 2 x − 1 dx
−2
1
Nguyên hàm , tích phân của hàm số vô tỷ :
Trong phần nầy ta chỉ nghiên cứu những trường hợp đơn giản của tích phân Abel
)
(
Dạng 1: ∫ R x, ax 2 + bx + c dx ở đây ta đang xét dạng hữu tỷ.
2
a > 0
− ∆ 2ax + b
2
→ ax + bx + c =
1 +
4a − ∆
∆ < 0
∫ R ( x,
)
ax 2 + bx + c dx =
∫ S (t ,
2 ax +b
t=
−∆
)
1 + t 2 dt
Tới đây , đặt t = tan u .
2
a < 0
− ∆ 2ax + b
2
→
ax
+
bx
+
c
=
1
−
Dạng 2:
4a − ∆
∆ < 0
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
Trang 15
∫ R ( x,
LẠI VĂN LONG- THPT LÊ HOÀN
)
ax 2 + bx + c dx =
∫ S (t ,
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
)
1 − t 2 dt
2 ax + b
t=
−∆
Tới đây , đặt t = sin u .
2
a > 0
∆ 2ax + b
2
→ ax + bx + c =
− 1
Dạng 3:
4a − ∆
∆ > 0
)
∫ R ( x,
)
∫ S (t ,
ax 2 + bx + c dx =
t 2 − 1 dt
2 ax + b
t=
∆
Dạng 4 (dạng đặc biệt) :
∫ ( αx + β )
dx
Một số cách đặt thường gặp :
2
2
đặt x = a. cos t
∫ S x, a − x dx
(
∫ S ( x,
∫ S ( x,
∫ S ( x,
∫ S x,
a2
x2
)
+ x )dx
− a )dx
2
đặt x = a. tan t
2
đặt x =
)
ax + b
cx + d
Tính : I = ∫
đặt t = m
(x
dx
2
ax 2 + bx + c
=
t=
∫
1
αx + β
1
.
sin u
dt
αt 2 + µt + ζ
0≤t ≤π
π
π
2
2
π
t ≠ + kπ
2
−
ax 2 + bx + c = xt ± c ; c > 0
2
đặt ax + bx + c = t ( x − x0 ) ; ax0 + bx0 + c = 0
ax 2 + bx + c = ± a .x ± t
; a>0
ax 2 + bx + c dx
m
a
cos t
Tới đây, đặt t =
+ 4x + 7
)
ax + b
cx + d
; ad − cb ≠ 0
3
Bài làm :
∫
(x
dx
2
+ 4x + 7
)
3
=
∫
t = x+2
(t
dt
2
)
+3
3
Đặt : t = 3 tan u ⇒ dt = 3 ( tan 2 u + 1) du
Ta có I =
∫
(
)
3 tan 2 u + 1 du
(
)
3
=
1
3
∫ cos udu
3 3. tan u + 1
1
1 t
1
x+2
= sin u + C =
+C =
+C
2
2
3
3 t +1
3 x + 4x + 7
3 tan u
2
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
3 tan u
Trang 16
LẠI VĂN LONG- THPT LÊ HOÀN
Tính : a) I = ∫
xdx
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
b) I = ∫
x2 + x + 1
dx
x x2 − 2x − 1
Bài làm :
xdx
∫
a)
I=
x + x +1
2
1
2
=∫
3t − 1
∫
t2 +1
2 x +1
t=
3
xdx
2
1 3
x + +
2 4
dt =
=
1
2
3t − 1
∫
2 x +1
t=
3
t2 +1
dt
)
(
3 2
1
t + 1 − ln t + t 2 + 1 + C
2
2
1
1
+ ln x + + x 2 + x + 1 + C
2
2
1
dt
b)Đặt : x = ⇒ dx = − 2
t
t
dx
dt
t +1
I =∫
=− ∫
= − arcsin
+C
2
2
x x2 − 2x −1
1
2
−
(
t
+
1
)
x=
= x2 + x + 1 −
t
1
+1
x +1
= − arcsin x
+ C = − arcsin
+C
2
2
Tìm các nguyên hàm sau
dx
1+ x + 3 1+ x
a) I = ∫
b) I = ∫
dx
x +1+ x +1
Bài làm :
a)Đặt : t = 6 1 + x ⇒ t 6 = 1 + x ⇒ 6t 5 dt = dx
Vậy : I = ∫
dx
t 5 dt
1
=
6
= 6 ∫ t 2 − t +1−
dt
3
2
∫
3
t +1
t +t
1+ x + 1+ x
t = 6 1+ x
t = 6 1+ x
= 2t 3 − 3t 2 + 6t − 6 ln t + 1 + C
= 2 1 + x − 33 1 + x + 66 1 + x − 6 ln 6 1 + x + 1 + C
b) I = ∫
=
Xét
∫
1
dx
1+ x − x +1
1 −2
1
x +1
=∫
dx = ∫ x + 1dx − ∫
dx
2
2
x
x +1+ x +1
2 x
1
1
x +1
x+ x − ∫
dx
2
2
x
x +1
dx
x
Đặt : t =
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
x +1
x
(1)
⇒
x=
1
2t
⇒ dx = −
dt
2
t −1
t 2 −1
2
(
)
Trang 17
LẠI VĂN LONG- THPT LÊ HOÀN
Vậy :
x +1
dx = −2
x
∫
2
t dt
∫ ( t − 1)
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
= OK
2
x +1
t=
x
Tìm các nguyên hàm sau :
2
2
a) I = ∫ x . x + 9dx
2
2
b) I = 16∫ x . x + 4dx
Bài làm :
x2 + 9 = x − t
a)Đặt :
⇒
t2 + 9 − t2 − 9
.
.
I1 = ∫
2
2t 2t
Vậy :
=−
(
)
(
)
1 3 162 6561
1 t4
6561
− 162 ln t − 4 + C
t
−
+
dt
=
−
5
∫
16
t
t
16 4
4t
(
1 x − x2 + 9
=−
16
4
x2 + 4 = x − t
b)Đặt :
t2 − 9
t2 + 9
⇒ dx =
dt
2t
2t 2
2
2
t2 − 9
1 t 4 − 81
dt = − ∫
dt
4t 2
16
t5
x=
)
4
− 162 ln x − x 2 + 9 −
⇒
x=
(
t2 − 4
2t
t2 + 4 − t2 − 4 t2 − 4
.
.
I = 16 ∫
2
2
2t 2t
4t
)
+C
4
2
4 x− x +9
⇒ dx =
2
dt = − ∫
(t
4
6561
(
)
t2 + 4
dt
2t 2
)
2
− 16
dt
t5
t4
36 256
64
= −∫ t 3 −
+ 5 dt = − − 36 ln t − 4 + C
t
t
t
4
(
x − x2 + 4
= −
4
)
4
+ 36 ln x − x 2 + 4 −
(
+C
4
x − x2 + 4
64
)
Tính các tích phân sau :
1
a)
−8
I1 = ∫ x − x 2 dx
dx
dx
−3 x 1 − x
b) I 2 = ∫
1
2
Bài làm :
1
I1 = ∫
1
2
1
1
2
x − x dx = ∫ 1 − ( 2 x − 1) dx
21
2
2
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
Trang 18
LẠI VĂN LONG- THPT LÊ HOÀN
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
1
2
Đặt : 2 x − 1 = sin t ⇒ dx = cos tdt
1
x = 2 → t = 0
Đổi cận :
x = 1 → t = π
2
π
2
π
2
π
2
Vậy : I1 = 1 ∫ cos 2 tdt = 1 ∫ (1 + cos 2t ) dt = 1 1 + 1 sin 2t
40
80
8 2
0
π
1 π
= − 0 − ( 0 + 0) =
8 2
16
b) Đặt : t = 1 − x ⇒ − 2tdt = dx
x = −3 → t = 2
x = −8 → t = 3
Đổi cận :
−8
3
3
dx
tdt
dt
dx = 2 ∫
= 2∫
Vậy : I 2 = ∫
2
1− t t
1− t 2
−3 x 1 − x
2
2
(
)
3
t −1
1
= − ln
= − ln − ln 1 = ln 2
t +1 2
2
Bạn đọc tự làm :
a) I1 = ∫
dx
x x2 + 1
d) I 4 = ∫ 1 + x 2 dx
c) I 3 = ∫
b) I 2 = ∫ 4 x − x 2 dx
d) I ∗5 = ∫
1 + x2 −1
1− x −1
2
dx
∗
d) I 6 =
(x
dx
2
+4
)
3
1
1 + x2 + 1
dx
Bất đẳng thức tích phân :
b
Nếu f ( x ) ≥ 0 ∀x ∈[ a, b] ⇒ ∫ f ( x )dx ≥ 0
a
b
b
Nếu f ( x ) ≥ g ( x ) ∀x ∈[ a, b] ⇒ ∫ f ( x )dx ≥ ∫ g ( x )dx
a
a
b
Nếu m ≤ f ( x ) ≤ ∀x ∈[ a, b] ⇒ m( b − a ) ≤ ∫ f ( x )dx ≤ M ( b − a )
a
Trong các trường hợp nầy ta thường dùng khảo sát , Bunhiacopxki, AM-GM
Và các bước chặn sinx,cosx
BÀI TẬP
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
Trang 19
LẠI VĂN LONG- THPT LÊ HOÀN
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
Chứng minh các bất đẳng thức sau :
1
2
1
4
a) ∫ x(1 − x ) dx ≤
0
2
x
1
b) ≤ ∫ 2 dx ≤
5 1 x +1
2
c) ∫ ( 1 + x + 1 − x )dx ≤ 2
1
0
Bài làm:
a)Áp dụng AM-GM ta có :
1
x + (1 − x )
x (1 − x ) ≤
=
∀x ∈ [ 0,1]
2
4
1
1
1
1
(
)
x
1
−
x
dx
≤
dx =
Vậy : ∫
(đpcm)
∫
40
4
0
2
b) Xét hàm số : f ( x ) =
Đạo hàm :
x
∀x ∈ [1,2]
x +1
2
1 − x2
f ′( x ) =
(x
2
)
+1
2
x = 1
f ′( x ) = 0 ⇔
x = −1
1
f (1) = 2
Ta có :
f ( 2) = 2
5
2
x
1
≤ 2
≤
∀x ∈ [1,2]
5 x +1 2
2
2
2
2
x
1
⇒
dx
≤
dx
≤
∫1 x 2 + 1 2 ∫1 dx
Vậy : 5 ∫
1
2
2
x
1
⇒ ≤∫ 2
dx ≤
5 1 x +1
2
Áp dụng Bunhicopxki ta có :
1 + x + 1 − x ≤ 12 + 12 1 + x + 1 − x = 2 ∀x ∈ [ 0,1]
∫(
1
Vậy :
)
1 + x + 1 − x dx ≤ 2(1 − 0 )
0
∫(
)
1
1 + x + 1 − x dx ≤ 2 (đpcm)
0
e − x . sin x
π
∫1 x 2 + 1 dx < 12e
3
Chứng minh rằng :
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
Trang 20
LẠI VĂN LONG- THPT LÊ HOÀN
Bài làm :
[
∀x ∈ 1, 3
⇒
]
⇒ − x ≤ −1 ⇒ e − x ≤
e − x . sin x
1
<
2
2
x +1
e x +1
(
3
Xét
∫ e( x
1
2
1
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
1
e
e − x .sin x
⇒ ∫ 2
dx <
x +1
1
3
)
3
∫ e( x
1
1
2
) dx
+1
) dx
+1
Đặt : x = tan t ⇒ dx = ( tan 2 t + 1) dt
π
x = 1 → t = 4
Đổi cận :
x = 3 → t = π
3
π
3
Do đó :
( tan
2
)
π
3
t + 1 dt
dt π
=∫ =
2
t + 1 π e 12
∫
π e( tan
)
4
4
Từ đó ta được đpcm.
Bạn đọc tự làm :
Chứng minh rằng :
π
2
a) π ≤ ∫
16
dx
π
≤
2
5 + 3 cos x 10
0
π
3
b)
*
d ) Cho 2 hàm số liên tục :
3
sin x
1
<∫
dx <
4 π x
2
6
π
6
π
3
c) ≤ ∫
π
6
dx
4 − x 2 − x3
≤
π 2
8
f : [ 0,1] → [ 0,1] ; g : [ 0,1] → [ 0,1]
2
1
1
1
Chứng minh rằng : ∫ f ( x ).g ( x ) dx ≤ ∫ f ( x ) dx.∫ g ( x ) dx
0
0
0
Một số ứng dụng của tích phân thường gặp :
1)Tính diện tích :
Cho hai hàm số f ( x ) & f ( x ) liên tục trên đoạn [ a, b] . Diện tích hình phẳng giới hạn bởi
các đường là :
x = a
x = b
;
y = f ( x)
y = g ( x)
Được tính như sau :
b
S = ∫ f ( x ) − g ( x ) dx
a
2)Tính thể tích :
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
Trang 21
LẠI VĂN LONG- THPT LÊ HOÀN
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
• Nếu diện tích S ( x ) của mặt cắt vật thể do mặt phẳng vuông góc với trục tọa độ , là
hàm số liên tục trên đoạn [ a, b] thì thể tích vật thể được tính :
b
V = ∫ f ( x )dx
a
• Nếu hàm số f ( x ) liên tục trên [ a, b] và (H) là hình phẳng giới hạn bởi các đường:
x = a , x = b
y = f ( x)
Ox
Khi (H) quay quanh Ox ta được 1 vật thể tròn xoay . Lúc đó thể tích được tính :
b
V = π ∫ [ f ( x ) ] dx
2
a
Tương tự ta cũng có thể tính thể tích vật thể quay quanh oy
3)Tính giới hạn :
xi −1 ≤ ξ i ≤ x
lim ∑ f ( ξ i ).∆xi = ∫ f ( x )dx trong đó
n →∞
i =1
a
∆ x = xi − xi −1
b
n
Từ đó ta xây dựng bài toán giới hạn như sau :
n
Viết dãy số thành dạng : S n = ∑
i =1
ξ i = xi =
1 i
f sau đó lập phân hoạch đều trên [ 0,1] , chọn
n n
1
1 i
i
f = ∫ f ( x ) dx
ta có lim
∑
n→∞
n
n 0
i =1 n
n
4)Tính độ dài cung đường cong trơn:
Nếu đường cong trơn cho bởi phương trinh y = f ( x ) thì độ dài đường cung nó được tính
như sau :
b
l = ∫ 1 + ( y ′) dx với a, b là hoành độ các điểm đầu cung .
2
a
4)Tính tổng trong khai triển nhị thức Newton.
Tìm công thức tổng quát , chọn số liệu thích hợp,sau đó dùng đồng nhất thức, bước cuối
cùng là tính tích phân .
Hình1a
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
hình1b
Trang 22
LẠI VĂN LONG- THPT LÊ HOÀN
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
hình1c
hình1d
BÀI TẬP
Tính diện tích hình tròn , tâm O , bán kính R.
Bài làm : (hình 1a)
Phương trình đường tròn có dạng :
x2 + y2 = R2 ⇔ y = ± R2 − x2
R
2
2
Do tính đối xứng của đồ thị nên : S = 4∫ R − x dx
0
Đặt : x = R sin t
⇒ dx = R cos tdt
x = 0 → t = 0 x = 0 → t = 0
Đổi cận :
π
π
x = R → t = 2 x = R → t = 2
π
2
Vậy :
π
2
S = 4 ∫ R 2 − sin 2 t R cos tdt = 2 R 2 ∫ (1 + cos 2t ) dt
0
0
π
2
1
= 2 R 2 x + sin 2t = πR 2
2
0
( dvdt )
Xét hình chắn phía dưới bởi Parabol y = x 2 , phía trên bởi đường thẳng đi qua điểm
A(1,4) và hệ số góc là k . Xác định k để hình phẳng trên có diện tích nhỏ nhất .
Bài làm (hình 1b)
Phương trình đường thẳng có dạng.
y = k ( x − 1) + 4
Phương trình hoành độ giao điểm .
x 2 = k ( x − 1) + 4 ⇔
x 2 − kx + k − 4 = 0
Phương trình trên luôn có hai nghiệm , giả sử x1 < x2
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
Trang 23
LẠI VĂN LONG- THPT LÊ HOÀN
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
Vậy diện tích là :
S=
x2
∫[
x1
x2
]
x3 k
k ( x − 1) + 4 − x dx = − + x 2 + ( 4 − k ) x
3 2
x1
2
(
)
1
1 2
= ( x2 − x1 ) − x2 + x1 x2 + x12 + k ( x2 + x1 ) + ( 4 − k )
2
3
x2 + x1 = k
Với : x2 .x1 = k − 4
2
( x2 − x1 ) 2 = x 2 2 + x 21 − 4 x2 .x1 = k 2 − 4( k − 4 )
Thế vào ( *) ta được :
1
1
S = k 2 − 4k + 16 − k 2 − 4k + 4 + k 2 + ( 4 − k )
2
3
1 2
=
k − 4k + 16 k 2 − 4k + 16
6
3
3
1
1
( k − 2) 2 + 12 ≥ 4 3
=
k 2 − 4k + 16 =
6
6
Vậy : min S = 4 3 khi k = 2
(
)
(
)
(
(
( *)
)
)
[
]
Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi các đường :
ax = y 2
ay = x 2
Bài làm : (hình 1c)
Do tính chất đối xứng của đồ thị mà ta chỉ cần xét a > 0
ax = y 2
( x − y )( x + y + a ) = 0
2
2
Xét : ay = x ⇔ ay = x
a > 0
a > 0
Với x = y ta được :
x = y
x = a
2
ay = x ⇔
x = 0
a > 0
( n)
(l)
Với x + y + a = 0 ta được :
x 2 + ax + a 2 = 0
x + y + a = 0
x = a
2
⇔ ay = x 2
⇔
ay = x
x = 0
a > 0
a > 0
( n)
(l)
Ta lại có :
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
Trang 24
LẠI VĂN LONG- THPT LÊ HOÀN
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
y = ± ax
ax = y 2
x2
2
ay = x ⇔ y =
a
a > 0
a > 0
Vậy diện tích cần tính là :
1
a
a
x2
x2
S = ∫ ax − dx = ∫ a x 2 − dx
a
a
0
0
a
3
3
x3
1
= ax 2 − = a2
3a
3
2
0
( dvtt )
Bạn đọc tự làm :
Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi các đường :
x − y 3 + 1 = 0
a) x + y − 1 = 0
x = 2
y = x2
b) y = 4 x
y = 4
x = y
c) x + y − 2 =0
y = 0
x2 y2
=1
+
d) a 2 b 2
a , b ≠ 0
Hình vẽ tương ứng ↓↓↓
hình a
hình c
VIOLET.VN/VANLONGHANAM
hình b
hình d
Trang 25