Ví dụ tính tích phân hàm số lượng giác có lời giải
Công thức tính tích phân hàm lượng giác hay dùng:
$\begin{array}{l} \left( 1 \right)\,\,\,\,\,\,\,\,\int {\cos xdx} = \sin x + C;\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\left( {1′} \right)\,\,\,\,\,\,\,\,\int {\cos \left( {ax + b} \right)dx} = \frac{1}{a}\sin \left( {ax + b} \right) + C;\,\,\\ \left( 2 \right)\,\,\,\,\,\,\,\,\int {\sin xdx} = – \cos x + C;\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\left( {2′} \right)\,\,\,\,\,\,\,\,\int {\sin \left( {ax + b} \right)dx} = – \frac{1}{a}\cos \left( {ax + b} \right) + C;\\ \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\left( 3 \right)\,\,\,\,\,\,\,\,\int {\frac{{dx}}{{{{\cos }^2}x}}} = \int {\left( {1 + {{\tan }^2}x} \right)dx} = \tan x + C;\,\\ \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\left( 4 \right)\,\,\,\,\,\,\,\,\int {\frac{{dx}}{{{{\sin }^2}x}}} = \int {\left( {1 + {{\cot }^2}x} \right)dx} = – \cot x + C.\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \end{array}$
*Chú ý: Các em cần phải nhớ các công thức lượng giác đã học.
Ví dụ 1.
$I\,\,\, = \,\,\,\int\limits_0^{\frac{\pi }{4}} {\cos 2xdx} \,\,\,\, = \,\,\,\,\frac{1}{2}\left. {\left( {\sin 2x} \right)} \right|_0^{\frac{\pi }{4}}\,\,\,\, = \,\,\,\,\frac{1}{2}.$
Ví dụ 2.
$I\,\,\, = \int\limits_0^{\frac{\pi }{4}} {\frac{{dx}}{{\sin x + \cos x}}} = \,\int\limits_0^{\frac{\pi }{4}} {\frac{{dx}}{{\sqrt 2 \sin \left( {x + \frac{\pi }{4}} \right)}}} \,\,\, = \frac{1}{{\sqrt 2 }}\int\limits_0^{\frac{\pi }{4}} {\frac{{dx}}{{\sin \left( {x + \frac{\pi }{4}} \right)}}}$ .
Đặt $t = x + \frac{\pi }{4} \Rightarrow dt = dx$. Đổi cận
$\begin{array}{c|lc}
x & 0 & \frac{\pi}{4} \\
\hline t & \frac{\pi}{4} & \frac{\pi}{2}
\end{array}$
Suy ra
$I\,\,\, = \frac{1}{{\sqrt 2 }}\int\limits_0^{\frac{\pi }{2}} {\frac{{dt}}{{{\mathop{\rm sint}\nolimits} }} = \frac{1}{{\sqrt 2 }}\int\limits_0^{\frac{\pi }{2}} {\frac{{\sin tdt}}{{{{\sin }^2}t}} = } } \frac{1}{{\sqrt 2 }}\int\limits_0^{\frac{\pi }{2}} {\frac{{\sin tdt}}{{1 – {{\cos }^2}t}}}$ .
Đổi cận
$\begin{array}{c|lr}
x & 0 & 2 \\
\hline t & -2 & 4 \\
\end{array}$
Suy ra
$I\,\,\, = \frac{1}{{\sqrt 2 }}\int\limits_{\frac{{\sqrt 2 }}{2}}^0 {\frac{{ – du}}{{1 – {u^2}}}} = \frac{1}{{\sqrt 2 }}\int\limits_{\frac{{\sqrt 2 }}{2}}^0 {\frac{{du}}{{{u^2} – 1}}} = \frac{1}{{2\sqrt 2 }}\left. {\left( {\ln \left| {\frac{{u – 1}}{{u + 1}}} \right|} \right)} \right|_{\frac{{\sqrt 2 }}{2}}^0 = \frac{1}{{2\sqrt 2 }}\ln \left| {\frac{{1 + \sqrt 2 }}{{1 – \sqrt 2 }}} \right|$.
Ví dụ 3.
$I\,\,\, = \int\limits_0^{\frac{\pi }{3}} {\sin 2x\cos xdx} = \frac{1}{2}\int\limits_0^{\frac{\pi }{3}} {\left( {\sin 3x + \sin x} \right)dx} = \frac{1}{2}\left. {\left( { – \frac{{\cos 3x}}{3} – \cos x} \right)} \right|_0^{\frac{\pi }{3}} = \frac{7}{{12}}$.
Ví dụ 4. Tính tích phân $I\,\,\, = \int\limits_0^{\frac{\pi }{2}} {\sin 2x{{\left( {1 + {{\sin }^2}x} \right)}^3}dx}$ .
Giải. Đặt $t = 1 + {\sin ^2}x \Rightarrow dt = 2\sin x\cos xdx \Rightarrow dt = \sin 2xdx$.
Đổi cận
$$\begin{array}{c|lr}
x & 0 & \frac{\pi}{2} \\
\hline t & 1 & 2
\end{array}$$
Suy ra
$I\,\,\, = \int\limits_1^2 {{t^3}dt} = \left. {\left( {\frac{{{t^4}}}{4}} \right)} \right|_1^2 = \frac{{15}}{4}$.
Ví dụ 5. Tính tích phân $I\,\,\, = \,\,\int\limits_0^{\frac{\pi }{2}} {\frac{{{{\sin }^3}x}}{{1 + \cos x}}dx}$ .
Giải. Đặt $t = 1 + \cos x \Rightarrow dt = – \sin xdx$. Đổi cận
$\begin{array}{c|lr}
x & 0 & \frac{\pi}{2} \\
\hline t & 2 & 1
\end{array}$
Suy ra
$\begin{array}{l} I\,\,\, = \,\,\int\limits_0^{\frac{\pi }{2}} {\frac{{{{\sin }^3}x}}{{1 + \cos x}}dx = } \int\limits_0^{\frac{\pi }{2}} {\frac{{1 – {{\cos }^2}x}}{{1 + \cos x}}\sin xdx} \,\, = \int\limits_2^1 {\frac{{1 – {{\left( {t – 1} \right)}^2}}}{t}\left( { – tdt} \right)} \\ \,\,\,\,\, = \int\limits_2^1 {\frac{{1 – {{\left( {t – 1} \right)}^2}}}{t}\left( { – tdt} \right)} \,\, = \int\limits_1^2 {\left( {2t – {t^2}} \right)dt} = \left. {\left( {{t^2} – \frac{{{t^3}}}{3}} \right)} \right|_1^2 = \frac{2}{3}. \end{array}$
Tin tức - Tags: hàm số, hàm số lượng giác, lượng giác, tích phânCách tính Tích phân hàm số hữu tỷ
Hà Nội quyết định bỏ môn thi thứ 4 tuyển sinh lớp 10 năm học 2020 – 2021
60 từ vựng tiếng Anh lớp 3 có phiên âm đầy đủ
Những câu thơ về cha mẹ hay và ý nghĩa
Cách học tiếng Anh cho người mới bắt đầu
Phát âm chuẩn tiếng Anh nhờ kỹ thuật bắt chước
Cách dùng thì hiện tại đơn, công thức và bài tập áp dụng – Simple Present