Home Trung Học Phổ ThôngLớp 12 Các phương pháp tính tích phân và ví dụ thường gặp

Các phương pháp tính tích phân và ví dụ thường gặp

by admin

I. Tính tích phân bằng phương pháp phân tích

1/ Phương pháp tính tích phân:

Đối với phương pháp phân tích này thì việc sử dụng các đồng nhất thức để có thể biến đổi các biểu thức dưới dấu tích phân thành dạng tổng các hạng tử mà có nguyên hàm của mỗi hạng tử có thể nhận được từ bảng các nguyên hàm hoặc là bằng các phép biển đổi đơn giản mà chúng ta đã biết, sau đó ta áp dụng định nghĩa để giải bài toán này

2/ Ví dụ:

Tính các tích phân sau:

tinh tich phan bang phuong phap phan tich

Cách giải

a/ Ta có:

giai tinh tich phan bang phuong phap phan tich

= (ln2 + 1) – (ln1 + 2) = ln2 -1

b/ Ta có

giai tinh tich phan bang phuong phap phan tich 2

= (24 – 4e) – (0 – 4) = 28 – 4e

II/ Phương pháp tính tích phân bằng đổi biến số

Để tính tích phân bằng phương pháp đổi biến số ta có:

Chọn x = g(t), trong đó ta có g(t) là 1 hàm số khi đó .

Lấy vi phân của hàm số dx

Ta có biểu thị f(x)dx theo t và dt. Ta giả sử f(x)dx = g(t)dt

Ta cần tính các cận tương ứng của hàm số theo a và b

Khi đó I = ? đây chính là tích phân mà chúng ta cần tính.

Đôi khi ta có thể đặt t = v(x) thay vì đặt  x = g(t), rồi lấy vi phân 2 vế rồi tính dx theo t sau đó ta tiếp tục làm các bước còn lại như trên. Như vậy việc đặt ẩn phụ là rất đa dạng, căn cứ vào tính chất của hàm dưới dấu tích phân thì có khi nó còn phụ thuộc vào cận a và b nữa.

1/ Dạng 1:

Tính tinh tich phan bang phuong phap bien doi  với hàm số f(x) liên tục trên đoạn [a ; b]

a/ Phương pháp tính tích phân:

Đặt t = u(x) => d(t) = u'(x)dx (trong đó t = u(x) có đạo hàm liên tục và f(t) liên tục trên tập xác định của t)

Ta cần đổi :  tinh tich phan bang phuong phap bien doi 1

Ta chuyển đổi tích phân đã cho sang dạng tích phân có tùy biến theo t ta có:

tinh tich phan bang phuong phap bien doi 2

Lưu ý:

  • Nếu tích phân có dạng f(x) có chứa (1/x ; lnx) thì ta cần đặt t = lnx
  • Nếu tích phân có dạng f(x) mà có chứa tinh tich phan bang phuong phap bien doi 3 thì ta cần đặt t = u(x)
  • Nếu hàm số f(x) có dạng mẫu số thì ta cần đặt t =  mẫu số

b/ ví dụ:

Tính tích phân của hàm số sau: vi du tinh tich phan bang phuong phap bien doi 1

Giải

Ta đặt t = lnx => ta có dt = dx/x

với x = e ta có t = 1 => x = e² => t=2

=> I =  vi du tinh tich phan bang phuong phap bien doi 2 1  = ln2

Vậy ta có I = ln2

2/ Tính tích phân bằng phương pháp đổi biến số dạng 2

Cho hàm số:  với hàm số f(x) liên tục trên đoạn [a ; b]

a/ Phương pháp giải:

  • Ta cần đặt x = φ(t)  và d(x) = φ(t)d(t). Trong đó ta có φ(t) là hàm số thích hợp và ảnh φ(t) nằm trong tập xác định của f(x), φ'(t) liên tục trên tập xác định đó.
  • Đổi cận của hàm số: tinh tich phan dang 2.1
  • Biến đổi tích phân I đã cho sang dạng biến t ta được:

tinh tich phan dang 2.2

Chú ý:

Nếu hàm số f(x) có chứa

  • truong hop tinh tich phan thì ta cần đặt x = |a|.sin t với t ∈ [-π/2 ; π/2] và x = |a|.cos t với t ∈ (0 ; π)
  • truong hop tinh tich phan 1 thì ta cần đặt x = |a|.tan t với t ∈ [-π/2 ; π/2] và x = |a|.cot t với t ∈ (0 ; π)
  • truong hop tinh tich phan 2 thì ta cần đặt x = |a| / sin t hoặc x = |a| / cos t
  • truong hop tinh tich phan 3 thì ta cần đặt x = a. cos 2t
  • truong hop tinh tich phan 4 thì ta cần đặt x = a + (b-a). sin²t

b/ ví dụ

Tính tích phân của hàm số sau: vi du tinh tich phanGiải:

Ta đặt x = sin t với t ∈ [-π/2 ; π/2] ta có => d(x) = cost.dt

Với x = 0 ta có => t = 0

Với x = 1/2 ta có => t = π/6

Khi đó:

giai vi du tinh tich phan

Vậy I = π/6

III/ Tính tích phân bằng phương pháp vi phân

Cho hàm số y = f(x) được xác định trên tập D có vi phân của hàm số được ký hiệu là dy = f'(x) .dx  hay d(f(x)) = f'(x) .dx

Để giải bài toán dạng này ta cần lưu ý các công thức sau:

  • d(ax + b) = a.dx ⇔ dx = d(ax + b) / a (với a ≠ 0)
  • d(sinx) = cosx.dx ⇔ dx = d(sinx) / cosx  và d(cosx) = – sinx.dx ⇔ dx = d(cosx) / – sinx
  • tinh tich phan bang vi phan
  • tinh tich phan bang vi phan 1
  • tinh tich phan bang vi phan 2

IV/ Tính tích phân bằng phương pháp tích phân từng phần

1/ Cách giải:

Ta có công thức của tích phân từng phần

tinh tich phan tung phan

hoặc:tinh tich phan tung phan 2 1

Đặt tinh tich phan tung phan 3Ta thay vào công thức tính tích phân từng phần trên có:

tinh tich phan tung phan 4

Chú ý:

  • Đặt u = f(x) và dv = g(x). dx hoặc ngược lại sao cho ta có thể dễ dàng tìm nguyên hàm của v(x) và vi phân của d(u) = u'(x). dx mà không quá phức tạp
  • Ta cần phải tính được tích phân:

tinh tich phan tung phan 5

  • Trường hợp đặc biệt

a/ Nếu tích phân có dạng: truong hop tinh tich phan tung phan  Ta đặt u = P(x) với P(x) là đa thức

b/ Nếu cần tính tích phân có dạng:truong hop tinh tich phan tung phan 1Ta cần đặt u = ln x

c/ Nếu cần tính tích phân có dạng:

truong hop tinh tich phan tung phan 2

Thì ta phải tính tích phân từng phần 2 lần và đặt u = truong hop tinh tich phan tung phan 3

2/ Ví dụ:

Tính tích phân sau:  vi du tinh tich phan tung phan

Giải:

Đặt t = – x³ ⇒ dt = -3x²dx

vi du tinh tich phan tung phan 1

V/ Phương pháp tính tích phân sử dụng tính chẵn lẻ và tính liên tục của hàm số

  • Nếu hàm số f(x) lẻ và liên tục trên đoạn [-a ; a] với a > 0 ta có:

tinh tich phan lien tuc

  • Nếu hàm số f(x) chẵn và liên tục trên đoạn [-a ; a] với a > 0 ta có:

tinh tich phan lien tuc 2

  • Nếu hàm số f(x) chẵn và liên tục trên R ta có:

tinh tich phan lien tuc 3

với a ∈ R+ và a > 0

  • Nếu f(x) liên tục trên [a ; b] thoả mãn f(x) = f( a +b – x) thì ta có:

tinh tich phan lien tuc 4

Trên đây là tổng hợp các phương pháp tính tích phân. Hi vọng bài viết mang lại cho các bạn những kiến thức bổ ích

You may also like

Leave a Comment