Lý thuyết Tích phân – Toán lớp 12 Chân trời sáng tạo
Với lý thuyết Toán lớp 12 Bài 2: Tích phân chi tiết, ngắn gọn và bài tập tự luyện có lời giải chi tiết sách Chân trời sáng tạo sẽ giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm để học tốt môn Toán 12.
Lý thuyết Toán 12 Bài 2: Tích phân - Chân trời sáng tạo
A. Lý thuyết Tích phân
1. Diện tích hình thang cong
Cho hàm số y = f(x) liên tục và không âm trên đoạn [a; b]. Hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số y = f(x), trục hoành và hai đường thẳng x = a, x = b được gọi là hình thang cong.
Nếu hàm số y = f(x) liên tục và không âm trên đoạn [a; b] thì diện tích S của hình thang cong giới hạn bởi đồ thị hàm số y = f(x), trục hoành và hai đường thẳng x = a, x = b được tính bởi
S = F(b) – F(a),
trong đó F(x) là một nguyên hàm của f(x) trên đoạn [a; b].
Ví dụ 1. Tính diện tích hình thang cong giới hạn bởi đồ thị hàm số y = f(x) = 3x, trục hoành và hai đường thẳng x = 1, x = 2.
Hướng dẫn giải
Hàm số y = 3x liên tục, dương trên đoạn [1; 2] và có một nguyên hàm là F(x) = .
Do đó, diện tích hình thang cong cần tìm là:
S = F(2) – F(1) = .
2. Khái niệm tích phân
Cho hàm số f(x) liên tục trên đoạn [a; b]. Nếu F(x) là một nguyên hàm của f(x) trên đoạn [a; b] thì hiệu số F(b) – F(a) được gọi là tích phân từ a đến b của hàm số f(x), kí hiệu .
Hiệu số F(b) – F(a) còn được kí hiệu là .
Vậy .
Ta gọi là dấu tích phân, a và b là cận 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.
Chú ý:
+ Trong trường hợp a = b hoặc a > b, ta quy ước
.
+ Tích phân chỉ phụ thuộc vào hàm số f và các cận a, b mà không phụ thuộc vào biến số x hay t, nghĩa là .
+ Ý nghĩa hình học của tích phân
Nếu hàm số y = f(x) liên tục và không âm trên đoạn [a; b] thì là diện tích S của hình thang cong giới hạn bởi đồ thị hàm số y = f(x), trục hoành và hai đường thẳng x = a, x = b.
Vậy S = .
Ví dụ 2. Tính các tích phân sau:
a);
b) .
Hướng dẫn giải
a) = 2(32 – 22) = 10.
b) = e1 – e0 = e – 1.
Chú ý:
+ Nếu hàm số f(x) có đạo hàm f'(x) và f'(x) liên tục trên đoạn [a; b] thì
f(b) – f(a) = .
+ Ta đã biết rằng, đạo hàm của quãng đường di chuyển của vật theo thời gian bằng tốc độ của chuyển động tại mỗi thời điểm (v(t) = s'(t)). Do đó, nếu biết tốc độ v(t) tại mọi thời điểm t ∈ [a; b] thì tính được quãng đường di chuyển trong khoảng thời gian từ a đến b theo công thức
s = s(b) – s(a) = .
Ví dụ 3. Một ô tô đang di chuyển với tốc độ 20 m/s thì hãm phanh và chuyển động chậm dần đều với tốc độ v(t) = 20 – 4t (m/s) (0 ≤ t ≤ 5). Tính quãng đường xe di chuyển từ khi hãm phanh đến khi dừng hẳn.
Hướng dẫn giải
Xe dừng hẳn khi v(t) = 20 – 4t = 0 hay t = 5 (v(t) = 20 – 4t ≥ 0 với mọi t ∈ [0; 5]).
Vậy quãng đường ô tô di chuyển từ khi bắt đầu hãm phanh đến khi dừng hẳn là:
(m).
Nhận xét: Cho hàm số f(x) liên tục trên đoạn [a; b]. Khi đó, được gọi là giá trị trung bình của hàm số f(x) trên đoạn [a; b].
3. Tính chất của tích phân
• Tính chất 1. Cho hàm số y = f(x) liên tục trên đoạn [a; b], k là số thực. Khi đó:
.
Ví dụ 4. Cho . Tính .
Hướng dẫn giải
Ta có: .
• Tính chất 2. Cho hai hàm số y = f(x), y = g(x) liên tục trên đoạn [a; b]. Khi đó:
;
.
Ví dụ 5. Tính các tích phân sau:
a) ;
b) .
Hướng dẫn giải
a)
.
b)
.
• Tính chất 3. Cho hàm số y = f(x) liên tục trên đoạn [a; b], c ∈ (a; b). Khi đó:
.
Ví dụ 6. Tính .
Hướng dẫn giải
Ta có:
= .
B. Bài tập Tích phân
Bài 1. Tích phân có giá trị bằng:
A. .
B. .
C. .
D. .
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: C
Ta có: .
Bài 2. Nếu và thì bằng:
A. 9.
B. 1.
C. – 9.
D. – 1.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: D
Ta có: .
Bài 3. Tính diện tích hình thang cong giới hạn bởi đồ thị hàm số y = x4, trục hoành và hai đường thẳng x = , x = 1.
Hướng dẫn giải
Hàm số y = x4 liên tục, dương trên đoạn nên diện tích hình thang cong giới hạn bởi đồ thị hàm số y = x4, trục hoành và hai đường thẳng x = , x = 1 là:
S = = .
Bài 4. Tính các tích phân sau:
a) ;
b) ;
c) ;
d) ;
e) ;
f) .
Hướng dẫn giải
a) .
b) .
c)
.
d)
..>
e) .
f) = – (e– 1 – e0) = .
Bài 5. Tại một nhà máy, gọi C(x) là tổng chi phí (tính theo triệu đồng) để sản xuất x tấn sản phẩm A trong một tháng. Khi đó, đạo hàm C'(x), gọi là chi phí cận biên, cho biết tốc độ tăng tổng chi phí theo lượng sản phẩm được sản xuất. Giả sử chi phí cận biên (tính theo triệu đồng trên tấn) của nhà máy được ước lượng bởi công thức
C'(x) = 3 – 0,02x + 0,00051x2 với 0 ≤ x ≤ 150.
Biết rằng C(0) = 20 triệu đồng, gọi là chi phí cố định. Tính tổng chi phí khi nhà máy sản xuất 100 tấn sản phẩm A trong tháng.
Hướng dẫn giải
Ta có: C(100) – C(0) =
= 370.
Suy ra C(100) = C(0) + 370 = 20 + 370 = 390 (triệu đồng).
Vậy khi nhà máy sản xuất 100 tấn sản phẩm A trong tháng thì tổng chi phí là 390 triệu đồng.
Trắc nghiệm: Tích phân
I. Nhận biết
Câu 1. Cho hàm số liên tục trên đoạn . Gọi F(x) là một nguyên hàm của hàm số trên đoạn . Chọn mệnh đề đúng.
A.
B.
C.
D.
Đáp án đúng là: A
Ta có:
Câu 2. Cho hàm số liên tục trên đoạn . Gọi là một nguyên hàm của hàm số trên đoạn . Chọn mệnh đề sai.
A.
B.
C.
D.
Đáp án đúng là: B
Câu 3. Cho hàm số có đạo hàm và liên tục trên đoạn . Gọi là một nguyên hàm của hàm số trên đoạn . Chọn mệnh đề đúng.
A.
B.
C.
D.
Đáp án đúng là: A
Ta có:
Câu 4. Cho hàm số , liên tục trên , k là hằng số. Xét các mệnh đề sau:
a)
b)
c)
d)
Số mệnh đề đúng là
A. 1.
B. 2.
C. 3.
D. 4.
Đáp án đúng là: B
Ta có mệnh đề a và c là mệnh đề đúng.
Câu 5. Cho hàm số liên tục trên và thỏa mãn . Trong các mệnh đề dưới đây, mệnh đề đúng là
A.
B.
C.
D.
Đáp án đúng là: B
Với hàm số liên tục trên và thỏa mãn thì
II. Thông hiểu
Câu 6. Tính
A.
B.
C.
D.
Đáp án đúng là: A
Ta có:
Câu 7. Cho , . Tính
A. 3.
B. 6.
C. 5.
D. 4.
Đáp án đúng là: B
Ta có:
Suy ra
Câu 8. Tính tích phân bằng
A.
B.
C.
D.
Đáp án đúng là: C
Ta có:
Câu 9. Giá trị bằng
A. 0
B. 1.
C. −1.
D.
Đáp án đúng là: B
Ta có:
III. Vận dụng
Câu 10. Một vật chuyển động với vận tốc 10 m/s thì tăng tốc với gia tốc được tính theo thời gian là . Tính quãng đường vật đi được trong khoảng thời gian 6 giây kể từ khi vật bắt đầu tăng tốc.
A. 136 m.
B. 126 m.
C. 276 m.
D. 216 m.
Đáp án đúng là: C
Ta có:
Mà có m/s nên ta có C = 10.
Suy ra
Quãng đường vật đi được trong khoảng thời gian 6 giây kể từ khi vật bắt đầu tăng tốc là m
Xem thêm các chương trình khác:
- Soạn văn 12 Chân trời sáng tạo (hay nhất)
- Văn mẫu 12 - Chân trời sáng tạo
- Tóm tắt tác phẩm Ngữ văn 12 – Chân trời sáng tạo
- Tác giả tác phẩm Ngữ văn 12 - Chân trời sáng tạo
- Bố cục tác phẩm Ngữ văn 12 – Chân trời sáng tạo
- Nội dung chính tác phẩm Ngữ văn 12 – Chân trời sáng tạo
- Giải Chuyên đề học tập Ngữ văn 12 – Chân trời sáng tạo
- Giải sgk Tiếng Anh 12 - Friends Global
- Trọn bộ Từ vựng Tiếng Anh lớp 12 Friends Global đầy đủ nhất
- Trọn bộ Ngữ pháp Tiếng Anh lớp 12 Friends Global đầy đủ nhất
- Giải sbt Tiếng Anh 12 – Friends Global
- Giải sgk Lịch sử 12 – Chân trời sáng tạo
- Giải Chuyên đề học tập Lịch sử 12 – Chân trời sáng tạo
- Giải sbt Lịch sử 12 – Chân trời sáng tạo
- Lý thuyết Lịch sử 12 – Chân trời sáng tạo
- Giải sgk Địa lí 12 – Chân trời sáng tạo
- Giải Chuyên đề học tập Địa lí 12 – Chân trời sáng tạo
- Giải sbt Địa lí 12 – Chân trời sáng tạo
- Lý thuyết Địa lí 12 – Chân trời sáng tạo
- Giải sgk Tin học 12 – Chân trời sáng tạo
- Giải Chuyên đề học tập Tin học 12 – Chân trời sáng tạo
- Giải sbt Tin học 12 – Chân trời sáng tạo
- Lý thuyết Tin học 12 - Chân trời sáng tạo
- Giải sgk Công nghệ 12 – Chân trời sáng tạo
- Giải sgk Kinh tế pháp luật 12 – Chân trời sáng tạo
- Giải Chuyên đề học tập Kinh tế pháp luật 12 – Chân trời sáng tạo
- Giải sbt Kinh tế pháp luật 12 – Chân trời sáng tạo
- Giải sgk Giáo dục quốc phòng 12 – Chân trời sáng tạo
- Giải sgk Hoạt động trải nghiệm 12 – Chân trời sáng tạo
- Giải sgk Vật lí 12 – Chân trời sáng tạo
- Giải Chuyên đề học tập Vật lí 12 – Chân trời sáng tạo
- Lý thuyết Vật lí 12 – Chân trời sáng tạo
- Giải sbt Vật lí 12 – Chân trời sáng tạo
- Giải sgk Hóa học 12 – Chân trời sáng tạo
- Giải Chuyên đề học tập Hóa 12 – Chân trời sáng tạo
- Lý thuyết Hóa 12 – Chân trời sáng tạo
- Giải sbt Hóa 12 – Chân trời sáng tạo
- Giải sgk Sinh học 12 – Chân trời sáng tạo
- Giải Chuyên đề học tập Sinh học 12 – Chân trời sáng tạo
- Lý thuyết Sinh học 12 – Chân trời sáng tạo
- Giải sbt Sinh học 12 – Chân trời sáng tạo
