Bài tập và lý thuyết Nguyên hàm từng phần
Phương pháp này được sử dụng khi hàm số cần tích phân là tích của hai hàm mà một trong hai hàm này có thể dễ dàng lấy đạo hàm và nguyên hàm
Mục lục bài viết
Để thực hiện được dạng bài tập Nguyên hàm từng phần, ta cần phải theo trình tự một số bước được liệt kê dưới đây để áp dụng từ bài dễ đến bài khó. Trước đó phải nắm cũng như hiểu rõ các khái niệm, và cách nó hoạt động như thế nào.
Chúc các bạn có thể chinh phục bài tập nguyên hàm từng phần nhé!
1. Lý thuyết chung
1.1. Công thức
CT nguyên hàm từng phần:
\(\int\)u dv = uv - \(\int\)v du(*)
1.2. Cách tính
Để tính nguyên hàm \(\int\)f(x) dx bằng từng phần ta làm như sau:
b1: chọn u,v sao cho f(x)dx = udv (chú ý dv = v'(x) dx.
sau đó tính v = \(\int\)dv và du=u'dx
b2: thay vào công thức * và tính \(\int\)v du
Chú ý: Việc lựa chọn u nên theo thứ tự sau:
LÔ - ĐA - LƯỢNG - MŨ
1.3. Ví dụ tính nguyên hàm
vd :
a) hãy tính
- \(\int(1-2 x) \mathrm{e}^{x} \mathrm{~d} x\)
- \(\int x \mathrm{e}^{-x} \mathrm{~d} x\)
- \(\int x \sin ^{2} x \mathrm{~d} x\)
b) tìm nguyên hàm các hàm số sau
- \(I=\int \ln x \mathrm{~d} x\).
- \(I=\int x \ln \left(x^{2}+1\right) \mathrm{d} x\)
- \(I=\int \mathrm{e}^{x} \cdot \sin x \mathrm{~d} x\).
2. Sơ đồ đường chéo
2.1. Sử dụng sơ đồ đường chéo
Để đơn giản trong quá trình tính toán, ta có thể sử dụng sơ đồ đường chéo như sau:
- Chia thành 3 cột
- cột 1 (cột trái: cột u) luôn lấy đạo hàm tới 0
- cột 2 (cột giữa: cột dấu) bắt đầu từ dấu +, sau đó đan dấu +,-,+,...
- cột 3 (cột phải: cột dv), luôn lấy nguyên hàm cho tới khi tương ứng với cột 1
- Nhân chéo kết quả cột 1 và cột 3 với nhau với dấu là dấu cột 2
- Cộng các kết quả vừa nhân lại
đạo hàm u | dấu | nguyên hàm dv |
u' | + | v |
u'' | - | \(\int\)v |
... | ... | ... |
0 |
2.2. Các chú ý
- Nếu biểu thức cùng 1 dòng có thể rút gọn được thì ta phải rút gọn trước rồi mới làm tiếp
- Chú ý bước chọn v, ta chọn +C linh hoạt sao cho rút gọn được u'
- Sơ đồ đường chéo dừng lại khi hai cột nhân nhau ta tính nguyên hàm được
- Trong trường hợp nguyên hàm xoay vòng, ta dừng lại khi cột 1 và cột 3 trở lại như dòng đầu tiên. Khi đó, ta nối 2 phần tử ở dòng dừng lại, thêm dấu nguyên hàm ở trước kết quả và coi gạch nối là một đường chéo, sử dụng quy tắc đan dấu
3. Ví dụ minh họa
Vdu 1
Tính nguyên hàm I=\(\int\left(2 x^{3}-3 x\right) e^{x}\)dx
lời giải:
(đạo hàm) u = \(2 x^{3}\)-3x | dấu | (nguyên hàm) dv = \(e^{x}\)dx |
\(6 x^{2}-3\) | + | \(e^{x}\) |
12x | - | \(e^{x}\) |
12 | + | \(e^{x}\) |
0 | - | \(e^{x}\) |
Vậy I=\(\left(2 x^{3}-3 x\right) \mathrm{e}^{x}-\left(6 x^{2}+3\right) e^{x}+12 x\left(e^{x}\right)-12 e^{x}\) + C
Vdu 2
Tính nguyên hàm I = \(\int\left(3 x^{3}-2 x^{2}\right)\)sinxdx
giải:
đạo hàm u = \(3 x^{3}-2 x^{2}\) | dấu | nguyên hàm dv = sinx dx |
\(9 x^{2}\)-4x | + | -cosx |
18x-4 | - | -sinx |
18 | + | cosx |
0 | - | sinx |
Vậy
I=\(\left(3 x^{3}-2 x^{2}\right)(-\cos x)-\left(9 x^{2}-4 x\right)(-\sin x)+(18 x-4) \cos x\)-18sinx + C
Vdu 3
Tìm nguyên hàm của I=xlnx dx
giải:
đạo hàm u = lnx | dấu | nguyên hàm dv = xdx |
1/x | + | \(\frac{x^{2}}{2}\) |
1 | \(\frac{x}{2}\) | |
0 | - | \(\frac{x^{2}}{4}\) |
Ở đây, ta thấy 1/x và \(\frac{x^{2}}{2}\) có thể rút gọn được với nhau nên ta rút gọn sẽ được 1 và x/2
Vậy I = \(\frac{x^{2}}{2} \ln x-\frac{x^{2}}{4}+C\).
Vdu 4
Tính nguyên hàm I = \(\int(2 x+1) \ln ^{3} x\) dx
giải:
đạo hàm u = \(\ln ^{3} x\) | dấu | nguyên hàm dv = (2x+1)dx |
\(\frac{3 \ln ^{2} x}{x}\) | + | \(x^{2}\) + x |
\(3 \ln ^{2} x\) | x + 1 | |
\(\frac{6 \ln x}{x}\) | - | \(\frac{x^{2}}{2}+x\) |
6lnx | \(\frac{x}{2}+1\) | |
6/x | + | \(\frac{x^{2}}{4}\)+ x |
6 | \(\frac{\pi}{4}+1\) | |
0 | - | \(\frac{x^{2}}{8}+x\) |
Vậy I=\(\left(x^{2}+x\right) \ln ^{3} x-\left(\frac{x^{2}}{2}+x\right)\left(3 \ln ^{2} x\right)+\left(\frac{x^{2}}{4}+x\right)(6 \ln x)-6\left(\frac{x^{2}}{8}+x\right)+C\).
Vdu 5
Tính nguyên hàm I = \(\int \sin x e^{x} d x\)
giải:
đạo hàm u = \(e^{x}\) | dấu | nguyên hàm dv = sinx dx |
\(e^{x}\) | + | -cosx |
\(e^{x}\) | - | -sinx (dừng lại) |
Vậy I=\(e^{x}(-\cos x)-e^{x}(-\sin x)+\int e^{x}(-\sin x)+C\)
= \(\mathrm{e}^{x}(-\cos x)-\mathrm{e}^{x}(-\sin x)-I+C\).
=> 2I \(=\sin x \mathrm{e}^{x}-\cos x \mathrm{e}^{x}+C\)
=> I \(=\frac{\sin x \mathrm{e}^{x}-\cos x \mathrm{e}^{x}}{2}+C\).
4. Bài tập trắc nghiệm tự luyện 1
Giai các câu sau bằng sơ đồ đường chéo
1.Tìm nguyên hàm của hàm số f(x)=x\(e^{x}\)
A. \(\int f(x) \mathrm{d} x=(x+1) \mathrm{e}^{x}+C\).
B. \(\int f(x) \mathrm{d} x=(x-1) \mathrm{e}^{x}+C\).
C. \(\int f(x) \mathrm{d} x=x \mathrm{e}^{x}+C\).
D. \(\int f(x) \mathrm{d} x=-x \mathrm{e}^{x}+C\).
2. Tìm họ nguyên hàm của hàm số y=xsinx
A. \(-x \cos x+\sin x+C\).
B. \(x \cos x+\sin x+C\).
C. \(x \cos x-\sin x+C\).
D. \(x \sin x+\cos x+C\).
3. Tìm họ nguyên hàm của hàm số f(x) = xln(x+2)
A. \(\int f(x) \mathrm{d} x=\frac{x^{2}}{2} \ln (x+2)-\frac{x^{2}+4 x}{4}+C\).
B. \(\int f(x) \mathrm{d} x=\frac{x^{2}-4}{2} \ln (x+2)-\frac{x^{2}-4 x}{4}+C\).
C. \(\int f(x) \mathrm{d} x=\frac{x^{2}-4}{2} \ln (x+2)-\frac{x^{2}+4 x}{4}+C\).
D. \(\int f(x) \mathrm{d} x=\frac{x^{2}}{2} \ln (x+2)+\frac{x^{2}+4 x}{4}+C\).
4. Nguyên hàm I=\(\int \frac{\ln (1+x)}{x^{2}}\)dx có kết quả là
A. \(\frac{x \ln |x|-(x+1) \ln (x+1)}{x}+C\).
B. \(\frac{x \ln x-(x+1) \ln (x+1)}{x}+C\).
C. \(\frac{\ln |x|+(x+1) \ln (x+1)}{x}+C\).
D. \(\frac{\ln x+(x+1) \ln (x+1)}{x}+C\).
5. Tính F(x)=\(\int x^{2}\)cosx dx. chọn kết quả đúng
A. \(F(x)=\left(x^{2}-2\right) \sin x+2 x \cos x+C\).
B. \(F(x)=2 x^{2} \sin x-x \cos x+\sin x+C\).
C. \(F(x)=x^{2} \sin x-2 x \cos x+2 \sin x+C\).
D. \(F(x)=\left(2 x+x^{2}\right) \cos x-x \sin x+C\).
6. Tính nguyên hàm I=\(\int\left(2 x^{3}-3 x\right) e^{x}\)dx
A. \(I=\left(2 x^{3}-3 x\right) \mathrm{e}^{x}-\left(6 x^{2}+3\right) \mathrm{e}^{x}+12 x\left(\mathrm{e}^{x}\right)-12 \mathrm{e}^{x}+C\).
B. \(I=\left(3 x-2 x^{3}\right) \mathrm{e}^{x}+\left(6 x^{2}+3\right) \mathrm{e}^{x}-12 x\left(\mathrm{e}^{x}\right)+12 \mathrm{e}^{x}+C\).
C. \(I=\left(2 x^{3}-3 x\right) \mathrm{e}^{x}+\left(6 x^{2}+3\right) \mathrm{e}^{x}+12 x\left(\mathrm{e}^{x}\right)-12 \mathrm{e}^{x}+C\).
D. \(I=\left(3 x-2 x^{3}\right) \mathrm{e}^{x}-\left(6 x^{2}+3\right) \mathrm{e}^{x}+12 x\left(\mathrm{e}^{x}\right)-12 \mathrm{e}^{x}+C\).
7. Tính nguyên hàm I=\(\int\left(3 x^{3}-2 x^{2}\right)\)sinx dx
A. \(I=-\left(3 x^{3}-2 x^{2}\right) \cos x-\left(9 x^{2}-4 x\right) \sin x+(18 x-4) \cos x-18 \sin x+C\).
B. \(I=-\left(3 x^{3}-2 x^{2}\right) \cos x+\left(9 x^{2}-4 x\right) \sin x+(18 x-4) \cos x-18 \sin x+C\).
C. \(I=\left(3 x^{3}-2 x^{2}\right) \cos x-\left(9 x^{2}-4 x\right) \sin x+(18 x-4) \cos x-18 \sin x+C\).
D. \(I=\left(3 x^{3}-2 x^{2}\right) \cos x+\left(9 x^{2}-4 x\right) \sin x+(18 x-4) \cos x-18 \sin x+C\).
8. Tính nguyên hàm \(\int x \ln x \mathrm{~d} x\)
A. \(I=\frac{x^{2}}{2} \ln x+\frac{x^{2}}{4}+C\).
B. \(I=\frac{x^{2}}{4} \ln x-\frac{x^{2}}{2}+C\).
C. \(I=\frac{x^{2}}{2} \ln x-\frac{x^{2}}{4}+C\).
D. \(I=\frac{x^{2}}{4} \ln x+\frac{x^{2}}{2}+C\).Q.
9. Tính nguyên hàm \(I=\int \sin x \cdot \mathrm{e}^{x} \mathrm{~d} x\).
A. \(I=\frac{\cos x \mathrm{e}^{x}-\sin x \mathrm{e}^{x}}{2}+C\).
B. \(I=\frac{\sin x \mathrm{e}^{x}+\cos x \mathrm{e}^{x}}{2}+C\).
C. \(I=\frac{-\sin x \mathrm{e}^{2}-\cos x \mathrm{e}^{x}}{2}+C\).
D. \(I=\frac{\sin x \mathrm{e}^{x}-\cos x \mathrm{e}^{x}}{2}+C\).
5. Bài tập trắc nghiệm tự luyện 2
1. biết \(\int x \sin 3 x d x=a x \cos 3 x-b \sin 3 x+C\) với c,v \(\in \mathbb{Q}\). khi đó giá trị của a+6b là
a. -21
b. -7
c. -5
d. -1
2. cho I=\(\int(x-1)\)sin2xdx. chọn khẳng định đúng trong các khẳng định sau
A. \(I=-(x-1) \cos 2 x+\int \cos 2 x d x\)
B. \(I=-(x-1) \cos 2 x \int \cos 2 x \mathrm{~d} x\).
C. \(I=-\frac{1}{2}(x-1) \cos 2 x+\frac{1}{2} \int \cos 2 x \mathrm{~d} x\).
D. \(I=-\frac{1}{2}(x-1) \cos 2 x-\frac{1}{2} \int \cos 2 x \mathrm{~d} x\).
3. Tính F(x) = \(\int x\)sinxcosx dx. chọn kết quả đúng
A. \(F(x)=\frac{1}{8} \sin 2 x-\frac{x}{4} \cos 2 x+C\).
B. \(F(x)=\frac{1}{4} \cos 2 x-\frac{x}{2} \sin 2 x+C\).
C. \(F(x)=\frac{1}{1} \sin 2 x+\frac{x}{\circ} \cos 2 x+C\).
D. \(F(x)=\frac{-1}{x} \sin 2 x-\frac{x}{9} \cos 2 x+C\).
4. Tìm nguyên hàm của hàm số f(x)=\((8 x-9) \cdot 7^{x}\)
A. \(\int f(x) \mathrm{d} x=\frac{1}{\ln 7}(8 x-9) \cdot 7^{x}-\frac{8}{\ln 7} \cdot 7^{x}+C\).
B. \(\int f(x) \mathrm{d} x=\frac{1}{\ln 7}(8 x-9) \cdot 7^{x}+\frac{8}{\ln 7} \cdot 7^{x}\).
C. \(\int f(x) \mathrm{d} x=7^{x} \cdot \ln 7 \cdot(8 x-9-8 \ln 7)+C\).
D. \(\int f(x) \mathrm{d} x=\frac{1}{\ln 7} \cdot 7^{x} \cdot\left(8 x-9-\frac{8}{\ln 7}\right)+C\).
5. \(F(x)=\int x \cdot \mathrm{e}^{\frac{x}{3}} \mathrm{~d} x\). chọn kết quả đúng?
A. \(F(x)=3(x-3) \mathrm{e}^{\frac{5}{3}}+C\).
B. \(F(x)=(x+3) \mathrm{e}^{\frac{x}{2}}+C\).
C. \(F(x)=\frac{x-3}{3} \mathrm{e}^{\frac{x}{3}}+C\).
D. \(F(x)=\frac{x+3}{3} \mathrm{e}^{\frac{x}{3}}+C\).
6. Tìm nguyên hàm của hàm số f(x)=\((2 x-1) e^{3 x}\)
A. \(\int f(x) \mathrm{d} x=\frac{1}{3}\left(x^{2}-x\right) \mathrm{e}^{3 x}+C\).
B. \(\int f(x) \mathrm{d} x=\frac{(2 x-1) e^{3 x}}{3}-\frac{2 e^{3 x}}{9}+C\).
C. \(\int f(x) \mathrm{d} x=\left(x^{2}-x\right) \mathrm{e}^{3 x}+c\).
D. \(\int f(x) \mathrm{d} x=\frac{(2 x-1) e^{3 x}}{3}-\frac{2 e^{3 x}}{3}+C\).
7. Kết quả của \(\int x \cdot 2^{x} d x\) bằng
A. \(\frac{x \cdot 2^{x}}{\ln 2}-\frac{2^{x}}{\ln ^{2} 2}+C\).
B. \(\frac{2^{x}(x-1)}{\ln 2}+C\).
C. \(2^{x}(x+1)+C\).
D. \(2^{x}(x-1)+C\).
8. Tìm nguyên hàm của hàm số \(y=x^{3} \ln x\)
A. \(F(x)=\frac{1}{4} x^{4} \cdot \ln x+\frac{1}{16} x^{4}+C\).
B. \(F(x)=\frac{1}{4} x^{4} \cdot \ln x-\frac{1}{16} x^{4}+C\).
C. \(F(x)=\frac{1}{4} x^{4} \cdot \ln ^{2} x-\frac{1}{16} x^{4}+C\).
D. \(F(x)=\frac{1}{4} x^{4} \cdot \ln x-\frac{1}{16} x^{3}+C\).
9. Biết \(\int x \ln (x+1) \mathrm{d} x=\left(a x^{2}+b x+c\right) \ln (x+1)+m x^{2}+n x+p\) với a,b,c,m,n,p thuộc R. Tính S=\(a^{2}+b^{2}+c^{2}\)
a. s=1
b. s=1/4
c. s=1/2
d. s=2
10. Nguyên hàm I = \(\int 2 x \ln (1+x) \mathrm{d} x\) có kết quả là
A. \(\left(x^{2}-1\right) \ln (x+1)-\frac{1}{2}\left(x^{2}-2 x\right)+C\).
B. \(\left(x^{2}+1\right) \ln (x+1)-\frac{1}{2}\left(x^{2}-2 x\right)+C\).
C. \(\left(x^{2}-1\right) \ln (x+1)-\left(x^{2}-x\right)+C\).
D. \(\left(x^{2}-1\right) \ln (x+1)-2\left(x^{2}-2 x\right)+C\).
11. Cho F(x) = \(x^{2}\) là một nguyên hàm của hàm số \(f(x) \mathrm{e}^{2 x}\). Tìm nguyên hàm của hàm số \(f^{\prime}(x) \mathrm{e}^{2 x}\).
A. \(\int f^{\prime}(x) \mathrm{e}^{2 x} \mathrm{~d} x=-x^{2}+2 x+C\).
B. \(\int f^{\prime}(x) \mathrm{e}^{2 x} \mathrm{~d} x=-x^{2}+x+C\).
C. \(\int f^{\prime}(x) \mathrm{e}^{2 x} \mathrm{~d} x=x^{2}-2 x+C\).
D. \(\int f^{\prime}(x) \mathrm{e}^{2 x} \mathrm{~d} x=-2 x^{2}+2 x+C\).
12. Cho I=\(\int \frac{2 x}{\sin ^{2} x} \mathrm{~d} x=a x \cot x+b \ln |\sin x|+C\). Gía trị T=a+b =?
a. 0
b. 1
c. 2
d. 3
13. Nguyên hàm \(\int x \log x d x\) có kết quả là
A. \(\frac{x^{2}(2 \ln x+1)}{4 \ln 10}+C\).
B. \(\frac{x(2 \ln x-1)}{4 \ln 10}+C\).
C. \(\frac{x^{2}(2 \ln x-1)}{4 \ln 10}+C\).
D. \(\frac{x(2 \ln x+1)}{4 \ln 10}+C\).
14. Nguyên hàm I= \(\int \frac{x \ln \left(x+\sqrt{x^{2}+1}\right)}{\sqrt{x^{2}+1}}\) có kết quả là
A. \(I=2 x \ln \left(x+\sqrt{x^{2}+1}\right)-x+C\).
B. \(I=x \ln \left(x+\sqrt{x^{2}+1}\right)-x+C\).
C. \(I=\sqrt{x^{2}+1} \ln \left(x+\sqrt{x^{2}+1}\right)-x+C\).
D. \(I=\sqrt{x^{2}+1} \ln \left(x+\sqrt{x^{2}+1}\right)+x+C\).
15. Nguyên hàm I= \(\frac{1}{\ln x}-\frac{1}{\ln ^{2} x}\) có kết quả là
A. \(I=\frac{1}{x \ln x}+C\).
B. \(I=\frac{x^{2}}{\ln x}+C\).
C. \(I=-\frac{x}{\ln x}+C\).
D. \(I=\frac{x}{\ln x}+C\).
16. Tìm họ nguyên hàm của hàm số f(x)=\(\mathrm{e}^{\cos x} \sin 2 x\)
A. \(\int f(x) \mathrm{d} x=-2 \mathrm{e}^{\cos x} \cos x+2 \mathrm{e}^{\cos x}+C\).
B. \(\int f(x) \mathrm{d} x=2 \mathrm{e}^{\cos x} \cos x-2 \mathrm{e}^{\cos x}+C\).
C. \(\int f(x) \mathrm{d} x=-2 \mathrm{e}^{\cos x}+C\).
D. \(\int f(x) \mathrm{d} x=-\frac{1}{2} \mathrm{e}^{\sin x} \cos 2 x+C\).
Ôn luyện cấp tốc cho THPT QG
Đã bao giờ bạn tự hỏi tại sao việc luyện đề lại quan trọng đến vậy không? Rất nhiều bạn đã mắc sai lẩm nghiêm trọng khi luyện đề: Không phải mọi bộ đề đều giống nhau.
Nhiều bạn vẫn thường tìm kiếm và làm những bộ đề rất cũ và đã lỗi thời trên internet mà không biết rằng chúng có thể không phản ánh chính xác được chương trình bạn đang học và xu hướng ra đề của bộ gd.
Điều này không chỉ khiến bạn mất thời gian mà còn có thể dẫn đến những hiểu lầm về năng lực thực sự của mình.
Luyện đề đúng cách là phương pháp đẻ̉ bạn có thể nhận diện các dạng bài tập thường gặp, nắm vững phương pháp giải quyết hiệu quả và từ đó, nâng cao kỹ năng giải đề của mình.
Với hệ thống đề được cập nhật liên tục và chính xác, Examon sẽ giúp bạn:
- Nhận diện các dạng bài thi quan trọng.
- Luyện tập với các phương pháp làm bài tối ưu.
- Thành thạo kỹ năng giải đề, sẵn sàng cho mọi kỳ thi.
Dưới đây, Examon sẽ hướng dẫn bạn cách luyện đề hiệu quả với hệ thống đề củaExamon:
- Bưởc 1: Tạo và Đăng nhập tài khoản Đầu tiên, các bạn cẩn có một tài khoản Examon. Chỉ với vài thao tác đăng ký nhanh chóng, bạn đã sẵ sàng cho hành trình chinh phục kiến thức!
- Bước 2: Tiếp theo, hãy chọn lớp học, môn học mà bạn muốn luyện và khu vực bạn đang sống để Examon cung cấp đề thi phù hợp nhất với bạn.
- Bước 3: Lựa chọn đề thi và Bắt đầu luyện, Examon có hai chế độ: Luyện tập để bạn làm quen và Thi thử để kiểm tra năng lực. Hãy chọn một để thi phù hợp và bắt đầu luyện!
- Bước 4: Khi làm bài, hãy tập trung và nghiêm túc như thể bạn đang ở trong phòng thi thật sự. Đây là cơ hội để rèn luyện sự tự tin và kỹ năng giải quyết vấn đề của bạn.
- Bước 5: Nhận điểm và Phân tích kết quả sau khi hoàn thành, bạn sẽ nhận được điểm số ngay lập tức cùng với lời giải chi tiết cho từng câu hỏi, giúp bạn hiểu rõ mình cần cải thiện ở đâu.
Tham khảo ngay bộ đề được biên soạn đặc biệt bám sát \(99.9 \%\) đề tham khảo kỳ thi THPT năm 2024 của Examon ngay!