Giúp giùm mình tính nguyên hàm: ʃ 2xdx/[(1+x)(x^2+1)^2]
Giúp giùm mình tính nguyên hàm: ʃ 2xdx/[(1+x)(x^2+1)^2]
Lời giải:
Ta có:
\(P=\int \frac{2xdx}{(x+1)(x^2+1)^2}=\int \frac{2x(x-1)dx}{(x^2-1)(x^2+1)^2}\)
\(=\int \frac{x(x-1)}{x^2+1}\left(\frac{1}{x^2-1}-\frac{1}{x^2+1}\right)dx\)
\(=\int \frac{x(x-1)}{(x^2+1)(x^2-1)}dx-\int \frac{x(x-1)}{(x^2+1)^2}dx=M-N\)
Xét M
\(M=\int \frac{x(x-1)}{(x^2+1)(x^2-1)}dx=\int \frac{x(x-1)}{2}\left(\frac{1}{x^2-1}-\frac{1}{x^2+1}\right)dx\)
\(=\int \frac{x}{2(x+1)}dx-\int \frac{x(x-1)}{2(x^2+1)}dx\)
\(=\frac{1}{2}\int (1-\frac{1}{x+1})dx-\frac{1}{2}\int (1-\frac{x+1}{x^2+1})dx\)
\(=\frac{1}{2}\int dx-\frac{1}{2}\int \frac{d(x+1)}{x+1}-\frac{1}{2}\int dx+\frac{1}{2}\int \frac{(x+1)dx}{x^2+1}\)
\(=-\frac{1}{2}\ln |x+1|+\frac{1}{2}\int \frac{(x+1)dx}{x^2+1}\)
Xét N
Đặt \(\left\{\begin{matrix} u=x-1\\ dv=\frac{xdx}{(x^2+1)^2}\end{matrix}\right.\Rightarrow \left\{\begin{matrix} du=dx\\ v=\int \frac{xdx}{(x^2+1)^2}=\frac{1}{2}\int \frac{d(x^2+1)}{(x^2+1)^2}=\frac{-1}{2(x^2+1)}\end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow N=\frac{1-x}{2(x^2+1)}+\int \frac{1}{2(x^2+1)}dx\)
Do đó: \(P=M-N=-\frac{1}{2}\ln |x+1|+\frac{x-1}{2(x^2+1)}+\frac{1}{2}\int \frac{xdx}{x^2+1}\)
\(=\frac{-1}{2}\ln |x+1|+\frac{x-1}{2(x^2+1)}+\frac{1}{4}\int \frac{d(x^2+1)}{x^2+1}\)
\(=\frac{-1}{2}\ln |x+1|+\frac{x-1}{2(x^2+1)}+\frac{1}{4}\ln |x^2+1|+c\)
Tính các tích phân:
a) \(\int\limits^1_0\)\(\dfrac{xe^x+1+x}{e^x+1}\)dx
b)\(\int\limits^{\dfrac{\pi}{2}}_0\)\(\dfrac{1-\sin\left(x\right)}{1+\cos\left(x\right)}\)dx
c)\(\int\limits^2_1\)\(\dfrac{\left(x-1\right)ln\left(x\right)}{x^2}\)dx
d)\(\int\limits^e_1\)ln( x + 1)dx
Câu a)
\(I=\int ^{1}_{0}\frac{x(e^x+1)+1}{e^x+1}dx=\int ^{1}_{0}xdx+\int ^{1}_{0}\frac{dx}{e^x+1}\)
\(=\left.\begin{matrix} 1\\ 0\end{matrix}\right|\frac{x^2}{2}+\int ^{1}_{0}\frac{d(e^x)}{e^x(e^x+1)}=\frac{1}{2}+\left.\begin{matrix} 1\\ 0\end{matrix}\right|\ln\left | \frac{e^x}{e^x+1} \right |\)
\(\Leftrightarrow I=\frac{3}{2}+\ln 2-\ln (e+1)\)
Câu d)
\(I=\int ^{e}_{1}\ln(x+1)d(x)=\int ^{e}_{1}\ln (x+1)d(x+1)\)
Đặt \(\left\{\begin{matrix} u=\ln (x+1)\\ dv=d(x+1)\end{matrix}\right.\Rightarrow \left\{\begin{matrix} du=\frac{d(x+1)}{x+1}\\ v=x+1\end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow I=\left.\begin{matrix} e\\ 1\end{matrix}\right|(x+1)\ln (x+1)-\int ^{e}_{1}d(x+1)\)
\(=(e+1)\ln \left ( \frac{e+1}{e} \right )-2\ln \left (\frac{2}{e}\right )\)
Câu b)
Đặt \(\tan \frac{x}{2}=t\). Ta có:
\(\left\{\begin{matrix} dt=d\left ( \tan \frac{x}{2} \right )=\frac{1}{2\cos ^2\frac{x}{2}}dx=\frac{t^2+1}{2}dx\rightarrow dx=\frac{2dt}{t^2+1}\\\ \cos x=\frac{1-t^2}{t^2+1}\end{matrix}\right.\)
\( I=\underbrace{\int ^{\frac{\pi}{2}}_{0}\frac{1}{1+\cos x}dx}_{A}+\underbrace{\int ^{\frac{\pi}{2}}_{0}\frac{d(\cos x)}{\cos x+1}}_{B}\)
Có \(B=\int ^{\frac{\pi}{2}}_{0}\frac{d(\cos x+1)}{\cos x+1}=\left.\begin{matrix} \frac{\pi}{2}\\ 0\end{matrix}\right|\ln |\cos x+1|=-\ln 2\)
\(A=\int ^{1}_{0}\frac{2dt}{(t^2+1)\frac{2}{t^2+1}}=\int ^{1}_{0}dt=1\)
\(\Rightarrow I=A+B=1-\ln 2\)
Câu c)
Xét \(I=\underbrace{\int ^{2}_{1}\frac{\ln xdx}{x}}_{A}-\underbrace{\int ^{2}_{1}\frac{\ln xdx}{x^2}}_{B}\)
Có \( A=\int ^{2}_{1}\ln xd(\ln x)=\left.\begin{matrix} 2\\ 1\end{matrix}\right|\frac{\ln ^2 x}{2}=\frac{\ln ^2 2}{2}\)
Với \(B\) đặt \(\left\{\begin{matrix} u=\ln x\\ dv=\frac{dx}{x^2}\end{matrix}\right.\Rightarrow \left\{\begin{matrix} du=\frac{dx}{x}\\ v=\frac{-1}{x}\end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow B=\left.\begin{matrix} 2\\ 1\end{matrix}\right|\frac{-\ln x}{x}+\int ^{2}_{1}\frac{dx}{x^2}=\left.\begin{matrix} 2\\ 1\end{matrix}\right|\left ( \frac{-\ln x}{x}-\frac{1}{x} \right )=\frac{1}{2}-\frac{\ln 2}{2}\)
\(\Rightarrow I=A-B=\frac{\ln ^2 2+\ln 2-1}{2}\)
a) \(\int sin^2\frac{x}{2}dx\)
b) \(\int cos^2\frac{x}{2}dx\)
c) \(\int\frac{2x+1}{x^2+x+5}dx\)
d) \(\int\left(2tanx+cotx\right)^2dx\)
a)\(\int \sin ^2\left (\frac{x}{2}\right)dx=\int \frac{1-\cos x }{2}dx=\frac{x}{2}-\frac{\sin x}{2}+c\)
b)\(\int \cos ^2 \left (\frac{x}{2}\right)dx=\int \frac{1+\cos x}{2}dx=\frac{x}{2}+\frac{\sin x}{2}+c\)
c) \(\int \frac{(2x+1)dx}{x^2+x+5}=\int \frac{d(x^2+x+5)}{x^2+x+5}=ln(x^2+x+5)+c\)
d)\(\int (2\tan x+ \cot x)^2dx=4\int \tan ^2 x+\int \cot^2 x+4\int dx=4\int \frac{1-\cos^2 x}{\cos^2 x}dx+\int \frac{1-\sin^2 x}{\sin^2 x}dx+4\int dx \)\( =4\int d(\tan x)-\int d(\cot x)-\int dx=4\tan x-\cot x-x+c\)
Tính \(\int\frac{dx}{1+e^x}\)
Lời giải:
\(\int \frac{dx}{e^x+1}=\int \frac{e^xdx}{e^x(e^x+1)}=\int \frac{d(e^x)}{e^x(e^x+1)}=\int \left ( \frac{d(e^x)}{e^x}-\frac{d(e^x+1)}{e^x+1} \right )\)
\(=\ln|e^x|-ln|e^x+1|+c=x-\ln(e^x+1)+c\)
\(\int\frac{1dx}{\sin^2\cos^{2^{ }}}\)
Giải như sau:
Do \(\cos^2x+\sin^2x=1,\left(\tan x\right)'=\frac{1}{\cos^2x},\left(\cot x\right)'=-\frac{1}{\sin^2x}\) nên ta có
\(\int\frac{dx}{\cos^2x.sin^2x}=\int\left(\frac{1}{\cos^2x}+\frac{1}{\sin^2x}\right)dx=\int d\left(\tan x\right)-\int d\left(\cot x\right)=\tan x-\cot x+c\)
Tinh \(\int\frac{x}{2-x^2}\)dx
Chỉ hộ minh muốn tính nguyên hàm mà bậc tử nhỏ hơn bậc mẫu ta thương làm thế nào
Giải như sau:
Ta biết rằng \(d\left(u\left(x\right)\right)=u\left(x\right)'d\left(x\right)\)
\(\Rightarrow\int\frac{x}{2-x^2}dx=\frac{1}{2}\int\frac{d\left(x^2\right)}{2-x^2}=-\frac{1}{2}\int\frac{d\left(2-x^2\right)}{2-x^2}=-\frac{1}{2}ln\left|2-x^2\right|+c\)
P/s: Muốn tính nguyên hàm mà tử nhỏ hơn mẫu thứ nhất bạn có thể phan tích mẫu ra thành các nhân tử có bậc nhỏ như bậc của tử số, rồi từ đó đặt ẩn phụ hoặc tách ghép hợp lý. Thứ 2 là bạn có thể sử dụng phương pháp $d(u(x))=u(x)'dx$ để đưa ẩn về cùng một mối ( như cách mình giải bài này). Nói chung mình diễn đạt có thể không rõ ràng một chút nhưng chủ yếu bạn làm nhiều tìm tòi nhiều sẽ quen thôi :)
Thầy cô và các bạn giúp em câu này với. Hướng cách làm thôi ạ. Ko cần giải chi tiết đâu ạ. Em cảm ơn nhiều.
bạn chỉ cần tách x4-1 thành (x2-1)(x2+1),rồi đặt x2=t là ok
\(\int_0^{\frac{\pi}{2}}\frac{e^xsinx}{1+sin2x}dx\)
\(I=\int_0^{\frac{\pi}{2}}\dfrac{e^x\sin x}{1+\sin 2x}dx\\ J=\int_0^{\frac{\pi}{2}}\dfrac{e^x\cos x}{1+\sin 2x}dx\)
\(\Rightarrow I-J=\int_0^{\frac{\pi}{2}}\dfrac{e^x(\sin x-\cos x)}{(\sin x+\cos x)^2}dx=\dfrac{e^x}{\sin x+\cos x}\Big|_0^\frac{\pi}{2}-\int_0^\frac{\pi}{2}\dfrac{e^x}{\sin x+\cos x}dx\)
Suy ra
\(I-J=e^{\frac{\pi}{2}}-1-(I+J)\Rightarrow I=\dfrac{e^{\frac{\pi}{2}}-1}{2}\)
\(\int\limits^{ln3}_{ln2}\frac{1}{e^x-1}dx\)
Đặt $t=e^x$ thì $dt=e^xdx$ nên $dx=\dfrac{1}{t}dt$
\(I=\int_2^3 \dfrac{1}{t(t-1)}dt=\int_2^3 \left(\dfrac{1}{t-1}-\dfrac{1}{t}\right)dt=\ln|t-1|\Big|_2^3-\ln |t|\Big|_2^3=2\ln2-\ln3\)
Tính diện tích hình phẳng (H) y=sin2x.cos3x , y=0 ,x=0 , x=pi/2
\(I=\int_0^{\pi/2}\sin^2 x.cos^3 xdx=\int_0^{\pi/2}\sin^2 x.(1-\sin^2 x)d(\sin x)=\dfrac{\sin^3 x}{3}\Big|_0^{\pi/2}-\dfrac{\sin^5 x}{5}\Big|_0^{\pi/2}=\dfrac{2}{15}\)
Do đó diện tích hình phẳng là $S=|I|=\dfrac{2}{15}$