Lý thuyết Tích phân – Toán lớp 12 Cánh diều

Với lý thuyết Toán lớp 12 Bài 3:  Tích phân chi tiết, ngắn gọn và bài tập tự luyện có lời giải chi tiết sách Cánh diều sẽ giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm để học tốt môn Toán 12.

1 146 16/08/2024


Lý thuyết Toán 12 Bài 3: Tích phân- Cánh diều

A. Lý thuyết Tích phân

1. Định nghĩa tích phân

Cho f(x) là hàm số liên tục trên đoạn [a; b]. Giả sử F(x) là một nguyên hàm của f(x) trên đoạn [a; b].

Hiệu số F(b) – F(a) được gọi là tích phân từ a đến b của hàm số f(x), kí hiệu là abfxdx.

Chú ý:

+ Kí hiệu Fxab=FbFa và đọc là F(x) thế cận từ a đến b.

Vậy abfxdx=Fxab=FbFa .

Gọi:ab là dấu tích phân; a là cận dưới, b là cận trên; f(x)dx là biểu thức dưới dấu tích phân và f(x) là hàm số dưới dấu tích phân.

+ Ta quy ước: aafxdx=0;   abfxdx=bafxdx .

+ Tích phân của hàm số f từ a đến b chỉ phụ thuộc vào các cận a, b mà không phụ thuộc vào biến số x hay t, nghĩa là abfxdx=abftdt .

Ví dụ 1. Tính:

a) 232xdx ;

b) 12exdx .

Hướng dẫn giải

a) 232xdx=x223 = 32 – 22 = 5.

b) 12exdx=ex12 = e2 – e1 = e2 – e.

2. Tính chất của tích phân

Tính chất 1: Cho hàm số y = f(x) liên tục trên đoạn [a; b]. Khi đó, ta có:

abkfxdx=kabfxdx (k là hằng số).

Ví dụ 2. Cho 22fxdx=3 . Tính 225fxdx .

Hướng dẫn giải

Ta có: 225fxdx=522fxdx=53=15 .

Tính chất 2: Cho các hàm số y = f(x), y = g(x) liên tục trên đoạn [a; b]. Khi đó, ta có:

abfx+gxdx=abfxdx+abgxdx;

abfxgxdx=abfxdxabgxdx.

Ví dụ 3. Tính 02x2+x1dx .

Hướng dẫn giải

Ta có: 02x2+x1dx=02x2dx+02xdx021dx=x3302+x2202x02

=830+42020=83 .

Tính chất 3: Cho hàm số y = f(x) liên tục trên đoạn [a; b]. Giả sử c là số thực tùy ý thuộc đoạn [a; b]. Khi đó, ta có:

abfxdx=acfxdx+cbfxdx.

Ví dụ 4. Tính 02x1dx .

Hướng dẫn giải

Ta có:02x1dx=01x1dx+12x1dx=011xdx+12x1dx

=xx2201+x22x12=1120+422121= 1.

3. Tích phân của một số hàm số sơ cấp

3.1. Tích phân của hàm số lũy thừa

Với α ≠ – 1, ta có: abxαdx=xα+1α+1ab=bα+1aα+1α+1 .

Ví dụ 5. Tính:

a) 114x3dx ;

b) 12x3dx .

Hướng dẫn giải

a) 114x3dx=x411 = 14 – (– 1)4 = 0.

b) 12x3dx=x3+13+112=23+113+13+1=23+113+1.

3.2. Tích phân của hàm số f(x) = 1x

Với hàm số f(x) = 1x liên tục trên đoạn [a; b], ta có:

ab1xdx=lnxab=lnblna.

Ví dụ 6. Tính 2e65xdx .

Hướng dẫn giải

Ta có: =65lnx2e=65lneln2=651ln2 .

3.3. Tích phân của hàm số lượng giác

absinxdx=cosxab=cosbcosa=cosacosb .

abcosxdx=sinxab=sinbsina .

Với hàm số f(x) = 1sin2x liên tục trên đoạn [a; b], ta có:

ab1sin2xdx=cotxab=cotbcota=cotacotb.

Với hàm số f(x) = 1cos2x liên tục trên đoạn [a; b], ta có:

ab1cos2xdx=tanxab=tanbtana.

Ví dụ 7. Tính:

a) 0π4cosxsinxdx ;

b) π6π44sin2x5cos2xdx .

Hướng dẫn giải

Tích phân (Lý thuyết Toán lớp 12) | Cánh diều

Tích phân (Lý thuyết Toán lớp 12) | Cánh diều

3.4. Tích phân của hàm số mũ

Với a > 0, a ≠ 1, ta có: αβaxdx=axlnaαβ=aβaαlna .

Chú ý: Áp dụng công thức trên, ta có: αβexdx=exαβ=eβeα .

Ví dụ 8. Tính:

a) 245xdx ;

b) 0123x+exdx .

Hướng dẫn giải

Tích phân (Lý thuyết Toán lớp 12) | Cánh diều

B. Bài tập Tích phân

Bài 1. Nếu 12fxdx=323fxdx=5 thì 13fxdx bằng:

A. 8.

B. 2.

C. – 8.

D. – 15.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Ta có: 13fxdx=12fxdx+23fxdx=3+5=2 .

Bài 2. Cho 22fxdx=3, F(x) là một nguyên hàm của hàm số f(x) trên đoạn [– 2; 2] và F(– 2) = 5. Tính F(2).

Hướng dẫn giải

Vì F(x) là một nguyên hàm của hàm số f(x) trên đoạn [– 2; 2] nên ta có:

22fxdx=Fx22=F2F2.

22fxdx=3 , F(– 2) = 5 nên suy ra F(2) = 3 + 5 = 8.

Bài 3. Tính:

Tích phân (Lý thuyết Toán lớp 12) | Cánh diều

Hướng dẫn giải

Tích phân (Lý thuyết Toán lớp 12) | Cánh diều

Tích phân (Lý thuyết Toán lớp 12) | Cánh diều

Bài 4. Một ô tô đang chạy với vận tốc 20 m/s thì người lái ô tô đạp phanh, từ thời điểm đó, ô tô chuyển động chậm dần đều với vận tốc v(t) = – 5t + 20 (m/s), trong đó t là thời gian tính bằng giây. Hỏi từ lúc đạp phanh đến khi dừng hẳn, ô tô di chuyển được quãng đường bằng bao nhiêu mét?

Hướng dẫn giải

Xe ô tô dừng hẳn khi v(t) = 0, tức là – 5t + 20 = 0 hay t = 4 (giây).

Quãng đường mà ô tô đi được từ lúc đạp phanh đến khi dừng hẳn là:

045t+20dt=52t2+20t04=40(m)

Bài 5. Tích phân 125x3dx có giá trị bằng:

Tích phân (Lý thuyết Toán lớp 12) | Cánh diều

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Ta có: 125x3dx=512x3dx=5x2212=521x212=52122112=158 .

1 146 16/08/2024


Xem thêm các chương trình khác: