Home Trung Học Phổ ThôngLớp 12 Phân loại các dạng tích phân thường gặp và phương pháp tính tích phân

Phân loại các dạng tích phân thường gặp và phương pháp tính tích phân

by admin

I/ Các dạng tích phân lượng giác

1/ Các dạng tích phân bậc lẻ với hàm sin.

Phương pháp giải:

Ta đặt t = cosx khi đó ta có dt = – sinx. dx, ta cần đưa tích phân ban đầu về dạng tích phân theo biến t.

Lưu ý:

Ta có sin²x = 1 – cos²x = 1 – t²

cac dang tich phan luong giac sin

Ví dụ: Tính tích phân sau:

cac dang tich phan luong giac sin vi du

Lời giải:

đặt t = cosx ta có ⇒ dt = – sinx. dx

Với x = 0 ⇒ t = 1 và x = π/ 2 ⇒ t = 0 thì ta có

cac dang tich phan luong giac sin vi du giai

Vậy I = 2/15

2/ Các dạng tích phân bậc lẻ với hàm cos

Phương pháp giải:

Ta đặt t = sinx khi đó ta có dt = cosx.dx, ta cần đưa tích phân ban đầu về dạng tích phân theo biến của t.

Lưu ý:

Ta có cos²x = sin²x  = 1 – t²

cac dang tich phan luong giac cos

Ví dụ:

Tính tích phân sau:cac dang tich phan luong giac cos vi du giai

Lời giải:

Đặt t = sinx ta có dt = cosx. dx

Với x = 0 ta có t = 0 và với x = π/ 2 ⇒ t = 1 ta có tích phân

cac dang tich phan luong giac cos vi du

Vậy ta có I = 8/15

3/ Các dạng tích phân bậc chẵn với hàm sin và cos

Phương pháp giải:

Đối với các dạng tích phân này cách giải chung là chúng ta phải hạ bậc các hàm số này.

Lưu ý công thức cơ bản:

Ta có: cos²x = (1 + cos2x) / 2

sin²x = (1 – cos2x) / 2

sinx . cosx = 1/2 sin2x

Ví dụ:

Tính tích phân sau:cac dang tich phan luong giac

Lời giải:

Đặt t = tg(x / 2) ta có: dt = 1/2 tg² (x / 2) + 1. dx

⇒ dx = 2dt / (t² + 1)

Khi đó ta có:

cac dang tich phan luong giac vi du

Vậy I = ln 2

4/ Dạng tích phân liên kết

Công thức tổng quát các dạng tích phân liên kết:

  • cong thuc tong quat cac dang tich phan lien ket
  • cong thuc tong quat cac dang tich phan lien ket 1
  • cong thuc tong quat cac dang tich phan lien ket 2 với a > 0 và α > 0 hàm số f(x) chẵn và liên tục trên [ – α ; α]
  • Lưu ý: với 1 số dạng ta cần đổi biến số trước khi tính tích phân từng phần

Ví dụ 1:

Tính tích phân sau: cac dang tich phan lien ket vi du 1

Lời giải:

Đặt x = π – t ta có: dx = – dt

Với x = 0 thì t = π và x = π thì t = 0 ta có:

cac dang tich phan lien ket vi du 1 1

Vậy ta có I = π

Ví dụ 2: Tính tích phân sau: cac dang tich phan lien ket vi du 2

Lời giải:

Đặt x = π / 2 – t ta có dx = – dt

Với x = 0 thì t = π / 2 và x = π / 2 thì t = 0

Ta có:

cac dang tich phan lien ket vi du 2 1

Ta lại có I + J = cac dang tich phan lien ket vi du 2 2= π / 2

Từ biểu thức (1) và (2) ta có: I = π / 4

ví dụ 3:

Tính tích phân: cac dang tich phan lien ket vi du 3

Lời giải:

Đặt x = tgt ta có dx = (1 + tg²t). dt

Với x = 0 ta có t = 0

Với x = 1 ta có t = π / 4

Từ đó:

cac dang tich phan lien ket vi du 3 1

Đặt t = π / 4 – u ta có: dt = – du

với t = 0 thì  u = π / 4 và với t = π / 4 thì u = 0

Ta có:

cac dang tich phan lien ket vi du 3 2

Vậy I = (π / 8) ln 2

II/ Các dạng tích phân chứa giá trị tuyệt đối

1/ Dạng 1:

Tính tích phân có dạng: cac dang tich phan chua tri tuyet doi

  • Trước tiên ta cần lập bảng xét dấu của hàm số f(x). cac dang tich phan chua tri tuyet doi 1
  • Tiếp theo ta cần tính:

cac dang tich phan chua tri tuyet doi 1 1

Ví dụ: tính tích phân sau:cac dang tich phan chua tri tuyet doi 1 2

Lời giải:

Ta có bảng xét dấu của hàm số:cac dang tich phan chua tri tuyet doi 1 3

Vậy I = 59 / 2

2/ Các dạng tích phân chứa dấu trị tuyệt đối dạng 2:

Tính tích phân:cac dang tich phan chua tri tuyet doi 2

Ta có 2 cách để tính tích phân dạng này

Cách 1:

Ta tách tích phân trên thành tổng hoặc hiệu các tích phân rồi áp dụng cách tính tích phân dạng 1

cac dang tich phan chua tri tuyet doi 2 1

Cách 2:

  • Lập 1 bảng xét dấu chung cho cả f(x) và g(x) trên [a ; b]
  • Theo bảng xét dấu ta có thể bỏ dấu giá trị tuyệt đối cho 2 hàm số f(x) và g(x)

Ví dụ: Tính tích phân sau:

cac dang tich phan chua tri tuyet doi 2 vi du

Lời giải:

Cách 1:

Tách tích phân đã cho thành hiệu 2 tích phân ta có:

cac dang tich phan chua tri tuyet doi 2 vi du 1

Cách 2:

Ta có bảng xét dấu của hàm số:

cac dang tich phan chua tri tuyet doi 2 vi du 2 1

 

Vậy ta có I = 0

3/ Dạng 3:

Tính các tích phân sau:cac dang tich phan chua tri tuyet doi 3

Để tính được các dạng tích phân này ta cần thực hiện các bước sau:

Bước 1: lập bảng xét dấu của hàm số có dạng: h(x) = f(x) – g(x) trên [a ; b]

Bước 2: Xét hàm số

  • h(x) > 0 ta có max f(x), g(x) = f(x) và ta có min  f(x), g(x) = g(x)
  • h(x) < 0 ta có max f(x), g(x) = g(x) và ta có min  f(x), g(x) = gf(x)

Ví dụ:

Tính tích phân sau: cac dang tich phan chua tri tuyet doi 3 vi du

Lời giải:

Đặt h(x) = cac dang tich phan chua tri tuyet doi 3 vi du 1– 4 – x = cac dang tich phan chua tri tuyet doi 3 vi du 1 + x – 4

Ta có bảng xét dấu:

cac dang tich phan chua tri tuyet doi 3 vi du 2

Vậy I = (2 / ln 3) + (5 / 2)

III/ Các dạng tích phân của hàm vô tỉ

1/ Tính tích phân

cac dang tich phan ham vo ti 1  Cách giải:

Ta cần biến đổi mẫu số về một trong những dạng sau. Việc ta thực hiện biến đổi thành các dạng tích phân hữu tỉ

  • cac dang tich phan ham vo ti 1 1Ta đặt t = tg u hoặc t = cotg u với u ∈ (- π / 2 ; π / 2 ) hoặc u ∈ (0 ; π)
  • cac dang tich phan ham vo ti 1 2 đặt t = sin u hoặc t = cos u với u ∈ [- π / 2 ; π / 2 ] hoặc u ∈ (0 ; π)
  • cac dang tich phan ham vo ti 1 3 đặt t = 1 / cos u hoặc t = 1 / sin u với u ∈ (- π / 2 ; π – {π / 2}) hoặc u ∈ [- π / 2 ; π / 2 ] – {0}

Ta cần chú ý các công thức:

cac dang tich phan ham vo ti 1 4với C là hằng số

Ta cần chứng minh:

cac dang tich phan ham vo ti 1 5

Vậy ta có:cac dang tich phan ham vo ti 1 6

Từ đó ta có cac dang tich phan ham vo ti 1 7 trong đó u = u(x)

2/ Tích phân có dạng

cac dang tich phan ham vo ti 2 với a.A ≠ 0

Ta cần tách tích phân trên thành 2 tích phân có chung mẫu số trong đó 1 tích phân có tử là đạo hàm của tam thức bậc 2 và 1 tích phân là hằng số có dạng

cac dang tich phan ham vo ti 2 1

3/ Tích phân có dạng

cac dang tich phan ham vo ti 3 với α.a ≠ 0

Cách giải:

Ta cần đặt αx + β = 1 / t và chuyển các tích phân này về dạng cơ bản

4/ Tích phân có dạng

cac dang tich phan ham vo ti 4 với a ≠ 0, f(x) ≥ 2 và f(x) là đa thức

Cách giải:

Ta cần tách cac dang tich phan ham vo ti 4 1

Với hàm số g(x) là 1 đa thức và bậc của g(x)+1 = bậc f(x).
Ta cần tìm các hệ số của g(x) và số γ bằng phương pháp hệ số bất định.

5/ Tích phân dạng:

tính tích phân có dạng sau:

cac dang tich phan ham vo ti 5 với m,n ∈ N* và a.c ≠ 0

Ta đặt  cac dang tich phan ham vo ti 5 1 và đưa tích phân đã cho về dạng tích phân của hàm số hữu tỉ

6/ Tích phân dạng:

cac dang tich phan ham vo ti 6 với a.c ≠ 0

Với dạng tích phân này ta có 2 cách giải bài toán này

  • Cách 1: đặt  cac dang tich phan ham vo ti 6 1
  • Cách 2: cac dang tich phan ham vo ti 6 2

Sau đó ta đưa tích phân trên về dạng tích phân đơn giản để tính

7/ Tính tích phân có dạng

cho tích phân có dạngcac dang tich phan ham vo ti 7

Để giải tích phân dạng này ta đặt t = cac dang tich phan ham vo ti 7 1trong đó k là bội số chung nhỏ nhất của m và n

8/ Tính tích phân có dạng

Tính các dạng tích phân sau: cac dang tich phan ham vo ti 8 trong đó p, q, r là các phân số

cách giải:

  • Nếu q là nguyên ta đặt x = cac dang tich phan ham vo ti 8 1 trong đó s là bội số chung nhỏ nhất của r và p
  • Nếu (r + 1) / p là nguyên ta đặt a +  cac dang tich phan ham vo ti 8 2  = cac dang tich phan ham vo ti 8 1 trong đó s là mẫu số của phân số q
  • Nếu ((r + 1) / p) + q là nguyên ta đặt  cac dang tich phan ham vo ti 8 3+ b = cac dang tich phan ham vo ti 8 1trong đó s là mẫu của phân số q

Trên đây là tổng hợp các dạng tích phân thường gặp trong quá trình ôn thi và cách giải các dạng này. Hi vọng với bài viết này sẽ giúp bạn nhiều kiến thức hơn trong quá trình ôn luyện.

 

 

You may also like

Leave a Comment