CHỦ ĐỀ 9: CÔNG THỨC TỪNG PHẦN TÍNH TÍCH PHÂN
I. LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM
Công thức tích phân từng phần: Nếu ( ) u u x = và ( ) v v x = là hai hàm số có đạo hàm liên tục trên đoạn
[ ] ;a b thì ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )
b b b
a a a u x v x dx u x v x u x v x dx ′ ′ = − ∫ ∫
Hay
b b b
a a a udv uv vdu = − ∫ ∫
II. CÁC DẠNG TOÁN TRỌNG TÂM VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Dạng 1: Sử dụng công thức tích phân từng phần
Ví dụ 1: Cho tích phân 2
0 cos I x xdx
π = ∫ và 2; cos u x dv xdx = = . Khẳng định nào sau đây đúng?
A. 2
0 0 sin sin I x x x xdx
π π = −∫ . B. 2
0 0 sin sin I x x x xdx
π π = +∫ .
C. 2
0 0 sin 2 sin I x x x xdx
π π = + ∫ . D. 2
0 0 sin 2 sin I x x x xdx
π π = −∫ .
Lời giải
Ta có
2 2
0 0
2 sin 2 sin sin cos
du xdx u x I x x x xdx v x dv xdx
π π = = ⇒ ⇒ = − = = ∫ . Chọn D.
Ví dụ 2: Cho tích phân ( )
2 2
0 2 1 x x e dx ae be c + = + + ∫ ( ) , , a b c∈. Tính 2 2 2 S a b c = + +
A. 13 S = . B. 10 S = . C. 5 S = . D. 8 S = .
Lời giải
Đặt ( ) ( ) ( )
2 2 2 2 2
0 0 0 0
2 1 2 2 1 2 1 2 1 3 1 x x x x x x u x du dx x e dx x e e dx x e e du e dx v e
= + = ⇒ ⇒ + = + − = − = + = = ∫ ∫
Suy ra 2 2 2 3; 0; 1 10 a b c S a b c = = = ⇒ = + + = . Chọn B.
Ví dụ 3: Cho tích phân ( )
2 2 2
0 1 sin I x xdx a b c
π
= + = π + π + ∫ với , , a b c∈. Tính 2 2 2 T a b c = + +
A. 9 T = . B. 12 T = . C. 2 T = . D. 10 T = .
Lời giải
Đặt
2 2 1 cos sin
du xdx u x v x dv xdx
= = + ⇔ = − =
Khi đó ( )
2 2 2 2 0 0 0 1 cos 2 cos 1 2 cos I x x x xdx x xdx
π π
π = − + + −+ ∫ ∫
Xét tích phân
2
0 cos J x xdx
π
= ∫ , ta đặt cos sin
u x du dx dv xdx v x
= = ⇔ = =
Khi đó
2 2 2 0 0 0 sin sin cos 1 2 2 J x x xdx x
π π π π π = − = + = − ∫
Vậy
0
1 1 2
1
a
I b T
c
= = π −⇒ = ⇒ = = −
. Chọn C.
Ví dụ 4: Cho tích phân ( )
3 2
2 3 1 ln ln3 ln 2 I x xdx a b c = + = + + ∫ với , , a b c∈. Khẳng định nào dưới đây là
khẳng định đúng?
A. 3 a b = . B. 3 a b = − . C. 40 a b + = . D. 20 a b − = .
Lời giải
Đặt ( ) ( ) ( )
3 3 3 2 2 2 3 2
ln ln 1 3 1
dx u x du I x x x x x dv x dx v x x
= = ⇔ ⇒ = + − + = + = + ∫
3 3
2
22 30ln3 10ln 2 30ln3 10ln 2 30; 10; 3 3 3 x x a b c b = − − + = − − ⇒ = = − = −
. Chọn B.
Ví dụ 5: Cho ( ) 4
1
ln 1 .ln3 .ln 2 x I dx a b c x
+ = = + + ∫ , với , , a b c∈, tổng a b c + + bằng
A. 8. B. 4. C. 12. D. 0.
Lời giải
Đặt
( ) ( )
( )
ln 1 2 1
2 1
dx u x du x x dx v v x x
= + = + ⇔ = = +
, khi đó ( ) ( )
4 4
1 1 2 1 ln 1 dx I x x x = + + −∫
( ) ( )
4 4
1 1
6
2 1 ln 1 2 6.ln3 4.ln 2 2 .ln3 .ln 2 4
2
a
x x x a b c b
c
= = + + − = − − = + + ⇒ = − = −
Vậy tổng 6 4 2 0 a b c + + = − − = . Chọn D.
Ví dụ 6: Cho tích phân
( )
2
2 0
sin
1 cos
x x a I dx c b x
π
= = π − + ∫ với , , a b c∈ và a b là phân số tối giản. Khẳng định
nào sau đây là đúng?
A. 3 a b c + = . B. 2 a b c + = . C. 2 a b c + = . D. 2 3 a b c + = .
Lời giải
Đặt
( )
2 2
2 0 0 sin 1 1 cos 1 cos 1 cos 1 cos
u x du dx x dx x x I dv dx x x v x x
π π = = ⇒ ⇒ = − = + + = + + ∫
2 2
2 0 0
1 1 1 tan 1 1; 2; 1 2 2 2 2 2cos 2
dx x a b c x
π π
= π − = π − = π −⇒ = = = ∫
Do đó 3 a b c + = . Chọn A.
Dạng 2: Tích phân từng phần với hàm ẩn
Ví dụ 1: Cho hàm số ( ) f x thỏa mãn điều kiện ( ) ( )
1
0 1 ' 10 x f x dx + = ∫ và ( ) ( ) 2 1 0 2 f f − = . Tính tích phân
( )
1
0 f x dx ∫
A. 12 I = − . B. 8 I = . C. 12 I = . D. 8 I = −.
Lời giải
Đặt ( ) ( )
1 u x du dx
dv f x dx v f x
= + = ⇔ ′ = =
, khi đó ( ) ( ) ( ) ( ) ( )
1 1 1
0 0 0 1 ' 1 x f x dx x f x f x dx + = + − ∫ ∫
( ) ( ) ( ) ( ) 10 2 1 0 2 1 0 10 2 10 8 f f I I f f ⇔ = − − ⇔ = − − = − = −. Chọn D.
Ví dụ 2: Cho ( ) ( ) ( ) ( )
2
0 1 2 3 2 0 2016 x f x dx f f ′ − = + = ∫ . Tích phân ( )
1
0 2 f x dx ∫ bằng:
A. 4032. B. 1008. C. 0. D. 2016.
Lời giải
Xét tích phân ( ) ( )
2
0 1 2x f x dx ′ − ∫
Đặt ( ) ( ) ( ) ( ) ( )
2 2
0 0
1 2 2 1 2 2 u x du dx I x f x f x …
Trên đây là phần đầu tài liệu — bấm Đọc sách để xem đầy đủ.