Tích Phân và Đại số tổ hợp - Trang 1 - Gv soạn: Phạm Văn Luật
Phần 3. TÍCH PHÂN
I . Nguyên hàm và tích phân bất đònh :
1.Nguyên hàm và tích phân bất đònh: Nếu F’(x)=f(x) với ∀x∈(a;b) thì F(x) là một nguyên
hàm của f(x) trên khoảng (a;b). Nếu thêm F’(a
+
) = f(a) và F’(b
−
)=f(b) thì F(x) là một
nguyên hàm của f(x) trên đoạn [a;b]. Mọi nguyên hàm của f(x) đều có dạng F(x)+C,
trong đó C là hằng số. Tập hợp các nguyên hàm của f(x) trên khoảng (a;b), gọi là tích
phân bất đònh của f(x) trên khoảng (a;b) và ký hiệu là
∫
dx)x(f
.
Vậy
∫
dx)x(f
= F(x)+C ⇔ F ’(x) = f(x) với ∀x∈(a;b) và C là hằng số.
Mọi hàm số liên tục trên đoạn [a;b] đều có nguyên hàm trên đoạn đó.
2.Tính chất:
a)
)'dx)x(f(
∫
= f(x)
b)
∫
dx)x(kf
= k
∫
dx).x(f
dxx
1
+α
=
+α
α
∫
+C, α≠−1
1
u
duu
1
+α
=
+α
α
∫
+C, α≠−1
∫
x
dx
= lnx+ C, x ≠ 0
∫
u
du
= lnu+ C, x ≠ 0
∫
dxe
x
= e
∫
xdxsin
= − cosx+C
∫
udusin
= − cosu+C
∫
xcos
dx
2
= tgx+C, x≠
2
π
+kπ và k∈Z
∫
ucos
du
2
= tgu+C, u≠
2
π
+kπ và k∈Z
∫
xsin
dx
2
= − cotgx+C, x≠ kπ và k∈Z
∫
usin
du
x+b
0
(b
n
≠ 0)
Tích Phân và Đại số tổ hợp - Trang 2 - Gv soạn: Phạm Văn Luật
=
=
⇔≡
00
nn
ba
...
ba
)x(g)x(f
b.Phép đồng nhất:
1) Dạng f(x) =
n
)ax(
)x(g
−
( với degg(x) < n):
Phương pháp: Phải tìm n số r
1
, r
−−
−=−−=
−
1n
n
n
)ax)(1n(
1
)ax(d)ax(
)ax(
dx
+C với 2≤ n∈N
2)
Caxln
ax
)ax(d
ax
dx
+−=
−
−
=
−
∫∫
2) Dạng f(x) =
)bx)(ax(
)x(g
−−
( với degg(x) ≤ 1 ):
Phương pháp: Phải tìm các số A, B sao cho:
α−
4) Dạng khác: Có thể liên quan đến lượng giác,… ta có thể dùng phương pháp đồng nhất
các hệ số của các biểu thức đồng dạng với nhau.
III. Tích phân xác đònh:
1) Đònh nghóa : Giả sử f(x) là một hàm số liên tục trên khoảng K; a,b∈K; F(x) là một
nguyên hàm của f(x) trên K. Hiệu số F(b)−F(a) được gọi là tích phân từ a đến b của f(x)
và được ký hiệu là
∫
b
a
dx)x(f
. Ta viết :
)a(F)b(F)x(Fdx)x(f
b
a
b
a
−==
∫
(Công thức Niutơn-Laipnit)
Tích Phân và Đại số tổ hợp - Trang 3 - Gv soạn: Phạm Văn Luật
2) Các tính chất của tích phân :
Giả sử các hàm số f(x) và g(x) liên tục trên khoảng K và a,b,c ∈ K.
*
∫
a
a
dx)x(f
=0
*
dx)x(f
±
∫
b
a
dx)x(g
*
∫
c
a
dx)x(f
=
∫
b
a
dx)x(f
+
∫
c
b
dx)x(f
* f(x) ≥ 0 trên [a;b]⇒
∫
b
a
dx)x(f
≥0
* f(x) ≥ g(x) trên [a;b]⇒
∫
b
- Đổi cận x = a
⇒
u(t) = a
⇒
t = α
x = b
⇒
u(t) = b
⇒
t = β
Đổi biến
∫∫
β
α
=
dt)t(gdx)x(f
b
a
và tìm G(t) là một nguyên hàm của g(t) trên
đoạn [α,β]
Tính
∫∫
β
α
=
dt)t(gdx)x(f
b
a
=G(t)
)(G)(G|
a
= G(t)
)(G)(G|
α−β=
β
α
2) Phương pháp tính tích phân từng phần :
a) Đònh lý: Nếu u(x) và v(x) là hai hàm số có đạo hàm liên tục trên đoạn [a;b] thì:
∫
b
a
)x(u
.v’(x)dx= u(x) v(x)
−
b
a
∫
b
a
)x(v
.u’(x)dx
hay:
∫ ∫
−=
b
a
b
a
b
b
a
b
a
b
a
vduuvudv
, sau đó tính từng phần uv
∫
b
a
b
a
vdu,|
c) Chú ý : Có thể sử dụng bảng nguyên hàm 2 sau đây để tính tích phân bằng phương
pháp tích phân từng phần (a≠0):
∫
+−=+
)baxcos(
a
1
dx).baxsin(
+ C
)1(a
)bax(
dx)bax(
1
+α
+
tg(ax+b) +C
∫
++
=
baxbax
e
a
1
dx.e
+ C
∫
+
)bax(sin
dx
2
= −
a
1
cotg(ax+b)+C
∫
+
−
=
−
ax
ax
ln
a2
1
ax
Nếu phương trình này có n nghiệm sắp xếp theo thứ tự tăng dần thì :
a= x
1
< x
2
<… < x
n
=b. Để tính diện tích trong trường hợp này ta biến đổi:
S=
∫
b
a
dx.)x(f
=
∫
2
x
a
dx.)x(f
+
∫
3
x
2
x
dx.)x(f
+…+
∫
−
b
y= f
2
(x) và hai đường thẳng x=a và x=b xác đònh bởi:
S=
∫
−
b
a
21
dx.)x(f)x(f
2. Thể tích vật thể hình học :
1. Cho vật thể (T) đặt trong hệ trục tọa độ Oxyz, sao cho (T) nằm giữa hai mặt phẳng
( α) và (β) đồng thời vuông góc Ox tại x=a và x=b. Gọi S(x) là diện tích của thiết
diện của (T) với mặt phẳng (γ) vuông góc với Ox. Thể tích của (T) được tính bởi:
V=
∫
b
a
dx)x(S
2. Giả sử y=f(x) liên tục trên đoạn [a;b]. Khi cho hình (H) giới hạn bởi y=f(x); y=0 và
hai đường thẳng x=a và x=b quay một vòng quanh trục Ox, tạo nên hình tròn xoay.
Thể tích hình tròn xoay được tính bởi: V=
∫
π
b
a
2
dxy