NGUYÊN HÀM – TÍCH PHÂN TỪNG PHẦN Ngô Quang Chiến PHƯƠNG PHÁP TÍNH NGUYÊN HÀM – TÍCH PHÂN TỪNG PHẦN SỬ DỤNG SƠ ĐỒ ĐƯỜNG CHÉO I. NHẮC LẠI KIẾN THỨC . 1. Công thức : udv vu vdu 2. Áp dụng với các dạng nguyên hàm : p( x).e axbdx ; p( x).sin( ax b)dx ; p( x).cos( ax b)dx ; p( x).lnn (ax b)dx ;… 3. Cách đặt : Ưu tiên đặt “u”theo : logarit ln _ đa thức ( p( x)) _ lượng giác sin x ,cos x _ mũ e x . Nhất “log”, nhì “đa”, tam “lượng”, tứ “mũ” Phần còn lại là “dv” II. PHƯƠNG PHÁP . 1. Chia thành 2 cột Cột 1 (cột trái : cột u) luôn lấy đạo hàm tới 0 Cột 2 (cột phải : cột dv) luôn lấy nguyên hàm cho tới khi tương ứng với cột 1 2. Nhân chéo kết quả của hai cột với nhau. 3. Dấu của phép nhân đầu tiên sẽ có dấu (+), sau đó đan dấu (-), (+), (-)… III. PHÂN DẠNG VÀ VÍ DỤ MINH HOẠ . Dạng 1 : f ( x).e axbdx VD1: Tính nguyên hàm : I (2 x 2 3).e x dx (đạo hàm ) dấu (nguyên hàm) u 2 x2 3 dv e xdx + 4x ex 4 - ex 0 + ex I e x (2 x 2 3) 4 x.e x 4 e x C e x (2 x 2 4 x 1) C 2 VD2: Tính nguyên hàm : I ( x3 2x).e x dx 2 1 2 2 Ta biến đổi đưa I về dạng thuần tuý : I ( x2 2).e x .xdx ( x2 2).e x d( x2 ) u x2 I 1 (u 2).eu .du 2 Trang 1/7 GIẢI NHANH TRẮC NHIỆM TOÁN NGUYÊN HÀM – TÍCH PHÂN TỪNG PHẦN (đạo hàm ) u 2 dấu 1 + (nguyên hàm) eu eu 0 - eu Ngô Quang Chiến I e u (u 2) 1e u C 2 e u .(u 1) C e x ( x 2 1) C VD3: Tính nguyên hàm I x3 .e 2 x1dx Ta biến đổi I 1 (2 x)3 e 2 x1d(2 x) 16 2x u I (đạo hàm ) u3 3u2 dấu + (nguyên hàm) eu eu 6u - eu 6 + eu 0 - eu 1 3 u 1 e u .e du u3 .e udu 16 16 I e 3 u u .e 3u2 .eu 6u.eu 6eu C 16 e u 1 3 (u 3u2 6u 6) C 16 e 2 x 1 (8 x 3 12 x 2 12 x 6) C 16 Dạng 2: f ( x).sin( ax b)dx; f ( x).cos( ax b)dx VD1: Tính nguyên hàm I (2x 1).cos xdx (đạo hàm ) dấu (nguyên hàm) cos x 2x 1 + sin x 2 0 - I (2 x 1) sin x 2( cos x) C (2 x 1) sin x cos x C cos x VD2: Tính nguyên hàm I ( x 2 2 x).sin xdx (đạo hàm ) dấu (nguyên hàm) 2 sin x x 2x + cos x 2x 2 2 - sin x 0 + cos x I ( cos x)( x 2 2 x) (2 x 2)( sin x) 2 cos x C cos x( x 2 2 x 2) (2 x 2) sin x C Trang 2/7 GIẢI NHANH TRẮC NHIỆM TOÁN NGUYÊN HÀM – TÍCH PHÂN TỪNG PHẦN Ngô Quang Chiến VD3: Tính nguyên hàm I ( x7 2 x).cos( x 2 )dx 1 2 u x2 Ta biến đổi I ( x6 2).cos( x2 )d( x2 ) (đạo hàm ) u3 2 3u2 dấu + (nguyên hàm) cosu sinu 6u - cosu 6 + sinu 0 - cosu I 1 3 (u 2).cos udu 2 I sin u(u3 2) 3u2 ( cos u) 6u( sin u) 6 cos u C sin u(u3 6u 2) cos u(3u2 6) C sin( x 2 ) x 6 6 x 2 2 cos( x 2 ) 3 x 4 6 C Dạng 3: f ( x).lnn (ax b)dx Chú ý : Dạng f ( x).lnn (ax b)dx thì ưu tiên đặt u ln n ( ax b) vì vậy khi đạo hàm “u” sẽ không bằng 0 được, do vậy cần phải điều chỉnh hệ số rút gọn (nhân ngang đơn giản tử mẫu) rồi sau đó mới làm tiếp . VD1:Tính nguyên hàm I x ln xdx (đạo hàm ) dấu (nguyên hàm) x ln x 1 Đơn giản bằng cách nhân kết + x2 x x 2 quả ở 2 cột ta được tách ra 2 cột (đơn giản) 2 (đơn giản) 1 2 (đạo hàm ) (nguyên hàm) x 2 1 2 x x 0 2 ( Cách hiểu : do 1 từ cột đạo hàm đã “nhảy” sang cột nguyên hàm để triệu tiêu với x x 1 phải “nhảy” ngược lại sang cột đạo hàm để bù ) 2 x2 1 x2 x2 1 I .ln x . C ln x C 2 2 2 2 2 nên Trang 3/7 GIẢI NHANH TRẮC NHIỆM TOÁN NGUYÊN HÀM – TÍCH PHÂN TỪNG PHẦN VD2: Tính nguyên hàm I x.ln2 xdx (đạo hàm ) dấu (nguyên hàm) 2 x ln x 2.ln x + x2 x 2 (đơn giản) ln x (đơn giản) x 1 x - (đơn giản) Ngô Quang Chiến x2 x2 1 x2 .ln 2 x .ln x . C 2 2 2 2 2 x 1 . ln 2 x ln x C 2 2 I x2 2 (đơn giản) x 1 2 x2 2 VD3: Tính nguyên hàm I ( x 3 3) ln x.dx 0 + (đạo hàm ) ln x dấu (nguyên hàm) x3 3 1 x + x 4 4 3x (đơn giản) (đơn giản) x3 4 3 1 0 - x4 16 3x VD4: Tính nguyên hàm I (2 x 1).ln 3 (3 x)dx (đạo hàm ) dấu (nguyên hàm) 3 ln (3 x) 2x 1 2 + x2 x 3 x .ln (3x) (đơn giản) (đơn giản) 3x 3 ln 2 (3 x) 2 x .ln(3x) - ln(3 x) ln(3x).( 3x 2 3 x) 2 3x2 3x 2 6 x) ( 6 x) C 2 4 3x 2 2 3x + 3x 2 2 6 x (đơn giản) (đơn giản) 1 3x 2 6 0 I ln 3 (3 x).( x 2 x) ln 2 (3 x).( (đơn giản) 3x 6 (đơn giản) 1 x x4 x4 I 3x ln x 3x C 4 16 - 3x 2 4 6 x Trang 4/7 GIẢI NHANH TRẮC NHIỆM TOÁN NGUYÊN HÀM – TÍCH PHÂN TỪNG PHẦN Ngô Quang Chiến VD5: Tính nguyên hàm I ln 5 (5 x)dx 1 5 Ta biến đổi I ln5 (5x)d(5x) u 5x 1 I ln 5 udu 5 (đạo hàm ) ln5 u dấu (nguyên hàm) ln 4 u 5. u + 1 u - (đơn giản) 5 5u + (đơn giản) 20 20u - (đơn giản) 60 60u + (đơn giản) 120 20u - (đơn giản) 120 120u (đơn giản) ln4 u 3 4. ln u u (đơn giản) ln3 u 3. ln 2 u u (đơn giản) ln2 u 2. ln u u (đơn giản) lnu 1 u (đơn giản) 1 0 1 I .[u.ln 5 u 5u.ln 4 u 20u.ln 3 u 5 60u.ln 2 u 120u.ln u 120u] C x.[ln 5 (5x) 5ln 4 (5x) 20 ln 3 (5x) 60 ln 2 (5x) 120 ln(5x) 120] C Dạng 4: Nguyên hàm lặp (tích phân lặp) Nếu khi ta tính nguyên hàm (tích phân) theo sơ đồ đường chéo mà lặp lại nguyên hàm ban đầu cần tính (theo hàng ngang) thì dừng lại luôn ở hàng đó, không tính tiếp nữa. 1. Dấu hiệu khi dừng lại : nhận thấy trên cùng 1 hàng ngang tích của 2 phần tử ở 2 cột (không kể dấu và hệ số) giống nguyên hàm ban đầu cần tính. 2. Ghi kết quả (nhân theo đường chéo) như các ví dụ trên. 3. Nối 2 phần tử (ở dòng dừng lại), có thêm dấu trước kết quả và coi gạch nối là 1 đường chéo, sử dụng quy tắc đan dấu. Trang 5/7 GIẢI NHANH TRẮC NHIỆM TOÁN NGUYÊN HÀM – TÍCH PHÂN TỪNG PHẦN VD1: Tính nguyên hàm I sin x.e x .dx (đạo hàm ) dấu (nguyên hàm) sin x ex + cos x ex sin x I sin x.e x cos x.e x ( sin x).e x dx C e x (sin x cos x) sin x.e x dx C 1 I .e x (sin x cos x) C 2 e x (dừng lại) + Ngô Quang Chiến VD2: Tính nguyên hàm I e 2 x1 .sin2 ( x )dx 4 1 cos(2 x ) 1 2 x 1 1 2 x 1 e 2 x 1 2 x 1 2 Ta biến đổi I e . I1 C dx e dx e .sin(2 x)dx 2 2 2 4 1 1 I1 e 2 x1 .sin(2 x)d(2 x) I1 eu1 .sin udu u 2x 4 4 (đạo hàm ) sinu cosu dấu sinu + + (nguyên hàm) e u1 e u1 1 1 I1 .eu1 (sin u cos u) sin u.eu1du C 4 4 1 .e u1 (sin u cos u) C 5 1 .e 2 x 1 sin(2 x) cos(2 x) C 5 e u1 (dừng lại) I IV. e 2 x 1 1 2 x 1 .e sin(2x) cos(2x) C 4 5 BÀI TẬP VẬN DỤNG (sưu tầm và biên soạn) . (Nguồn : Thầy Nguyễn Hà Hưng) 1 x.ln 2 xd(5x) F( x) C . Giá trị của F ( e ) bằng : 5 2 e e2 e2 e2 A. B. C. D. 2 4 4 2 2 Câu 2. Nguyên hàm I x.sin x cos xdx F( x) C . Giá trị của F( ) bằng : Câu 1. Nguyên hàm I A. 3 B. 3 C. 2 5 C. D. Câu 3. Nguyên hàm I e x .cos(2 x)dx F( x) C . Giá trị của F(0) bằng : A. 1 5 B. 2 5 D. 1 5 Trang 6/7 GIẢI NHANH TRẮC NHIỆM TOÁN NGUYÊN HÀM – TÍCH PHÂN TỪNG PHẦN Ngô Quang Chiến (Nguồn : Thầy Lương Văn Huy) Câu 4. Nguyên hàm ( x 2)sin 3xdx ( x a)cos 3x sin 3x 2017 b c thì tổng S ab c bằng : A. S 14 B. S 15 C. S 3 D. S 10 2 x 2 x Câu 5. Nguyên hàm x .e dx ( x mx n).e C thì giá trị của mn là : A. 6 B. 4 D. 4 C. 0 4x 15 a dx ln c , với a , b, c 2 b 4x 1 Câu 6. Biết I x.ln 0 Tìm khẳng định đúng : A. a b 2c B. b b 3c 2 a 3 và phân số b c Tính tổng S ab c bằng : A. 806 B. 559 * a tối giản b D. a b 4c C. a b c Câu 7. Biết I ( x 2 x).ln xdx ln 2 , với a , b, c 1 * và phân số C. 1445 b tối giản c D. 1994 a b.e Câu 8. Biết I e .sin(3x)dx , chọn khẳng định đúng : c 0 2 2x A. a, b, c là số nguyên tố C. b, c là số nguyên tố B. a, c là số nguyên tố D. a, b là số nguyên tố (Nguồn : Ngô Quang Chiến) 2 Câu 9. Hàm số f ( x) (ax bx c)e x là một nguyên hàm của g( x) x(1 x)e x . Tính tổng a + b + c : A. 4 B. 2 C. 3 D. 1 Câu 10. Nguyên hàm I ( x 2 3x 2)(4 cos 3 x 3 cos x)d(cos x) F( x) C . Giá trị của F(0) bằng : A. 3 64 B. 9 64 C. 9 32 D. Đáp án khác Trang 7/7 GIẢI NHANH TRẮC NHIỆM TOÁN