Upload
hien-nguyen
View
149
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 1
CỔNG LUYỆN THI ĐẠI HỌC TRỰC TUYẾN
§ÆNG VIÖT HïNG
BÀI GI ẢNG TRỌNG TÂM
TÍCH PHÂN
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 2
I. NHẮC LẠI KHÁI NIỆM VỀ VI PHÂN CỦA HÀM SỐ
Vi phân của hàm số y = f(x) được kí hiệu là dy và cho bởi công thức = = =( ) ' '( )dy df x y dx f x dx
Ví dụ:
� d(x2 – 2x + 2) = (x2 – 2x + 2)′dx = (2x – 2)dx
� d(sinx + 2cosx) = (sinx + 2cosx)′dx = (cosx – 2sinx)dx
����Chú ý: Từ công thức vi phân trên ta dễ dàng thu được một số kết quả sau
� ( ) ( )12 2 2
2d x dx dx d x= ⇒ =
� ( ) ( )13 3 3
3d x dx dx d x= ⇒ =
� ( ) ( ) ( )2
2 2 21 1 1
2 2 2 2
xxdx d d x d x a d a x
= = = ± = − −
� ( ) ( ) ( )3
2 3 3 31 1 1
3 3 3 3
xx dx d d x d x a d a x
= = = ± = − −
� ( ) ( ) ( )ax1 1
ln ax lnax
d bdx dxd b d x
ax b a b a x
+= = + → =
+ +
� ( ) ( ) ( ) ( )( ) ( )1 1 1sin ax sin ax ax cos ax sin 2 os2 ...
2b dx b d b d b xdx d c x
a a+ = + + = − + → = −
� ( ) ( ) ( ) ( )( ) ( )1 1 1cos cos sin cos2 sin 2 ...
2ax b dx ax b d ax b d ax b xdx d x
a a+ = + + = + → =
� ( ) ( ) ( )ax 2 21 1 1ax ...
2b ax b ax b x xe dx e d b d e e dx d e
a a+ + += + = → =
� ( )
( )( )
( ) ( )2 2 2
ax1 1 1tan tan 2 ...
2cos cos cos 2
d bdx dxd ax b d x
a aax b ax b x
+= = + → = + +
� ( )
( )( )
( ) ( )2 2 2
ax1 1 1cot cot 2 ...
2sin sin sin 2
d bdx dxd ax b d x
a aax b ax b x
+= = − + → = − + +
II. KHÁI NIỆM VỀ NGUYÊN HÀM
Cho hàm số f(x) liên tục trên một khoảng (a; b). Hàm F(x) được gọi là nguyên hàm của hàm số f(x) nếu F’(x) =
f(x) và được viết là ( )f x dx∫ . Từ đó ta có : ( ) ( )f x dx F x=∫
Nhận xét:
Với C là một hằng số nào đó thì ta luôn có (F(x) + C)’ = F’(x) nên tổng quát hóa ta viết ( ) ( )f x dx F x C= +∫ ,
khi đó F(x) + C được gọi là một họ nguyên hàm của hàm số f(x). Với một giá trị cụ thể của C thì ta được một nguyên hàm của hàm số đã cho. Ví dụ: � Hàm số f(x) = 2x có nguyên hàm là F(x) = x2 + C, vì (x2 + C)’ = 2x � Hàm số f(x) = sinx có nguyên hàm là F(x) = –cosx + C, vì (–cosx + C)’ = sinx
III. CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA NGUYÊN HÀM
Cho các hàm số f(x) và g(x) liên tục và tồn tại các nguyên hàm tương ứng F(x) và G(x), khi đó ta có các tính chất sau:
a) Tính chất 1: ( )( ) ( )f x dx f x′ =∫
Chứng minh:
01. ĐẠI CƯƠNG VỀ NGUYÊN HÀM
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 3
Do F(x) là nguyên hàm của hàm số f(x) nên hiển nhiên ta có ( ) ( )( ) ( ) ( )f x dx F x f x′ ′= = ⇒∫ đpcm.
b) Tính chất 2: [ ]( )( ) ( ) ( ) ( )f x g x dx f x dx g x dx+ = +∫ ∫ ∫
Chứng minh:
Theo tính chất 1 ta có, ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )f x dx g x dx f x dx g x dx f x g x′ ′ ′+ = + = +∫ ∫ ∫ ∫
Theo định nghĩa nguyên hàm thì vế phải chính là nguyên hàm của f(x) + g(x).
Từ đó ta có [ ]( )( ) ( ) ( ) ( )f x g x dx f x dx g x dx+ = +∫ ∫ ∫
c) Tính chất 3: ( ). ( ) ( ) , 0k f x dx k f x dx k= ∀ ≠∫ ∫
Chứng minh:
Tương tự như tính chất 2, ta xét ( )( ) . ( ) . ( ) ( )k f x dx k f x k f x dx k f x dx′ = → = ⇒∫ ∫ ∫ đpcm.
d) Tính chất 4: ( ) ( ) ( ) ..f x dx f t dt f u du= =∫ ∫ ∫
Tính chất trên được gọi là tính bất biến của nguyên hàm, tức là nguyên hàm của một hàm số chỉ phụ thuộc vào hàm, mà không phụ thuộc vào biến.
IV. CÁC CÔNG THỨC NGUYÊN HÀM
���� Công thức 1: dx x C= +∫
Chứng minh:
Thật vậy, do ( ) 1x C dx x C′+ = ⇒ = +∫
�Chú ý:
Mở rộng với hàm số hợp ( )u u x= , ta được du u C= +∫
���� Công thức 2:1
1
+
= ++∫n
n xx dx C
n
Chứng minh:
Thật vậy, do 1 1
1 1
n nn nx x
C x x dx Cn n
+ +′ + = ⇒ = + + +
∫
�Chú ý:
+ Mở rộng với hàm số hợp ( )u u x= , ta được 1
1
nn u
u du Cn
+
= ++∫
+ Với 1
2 2 22 2
dx dx dun x C u C
x x u= − ⇒ = = + ←→ = +∫ ∫ ∫
+ Với 2 2
1 12
dx dun C C
x x u u= − ⇒ = − + ←→ = − +∫ ∫
Ví dụ:
a) 3
2
3
xx dx C= +∫
b) ( )5
4 4 22 25
xx x dx x dx xdx x C+ = + = + +∫ ∫ ∫
c)
1 122 2 2 23 3 3
33 312 2 23
x x x x x x xdx dx xdx x dx C x C
x x
−− = − = − = − + = − +∫ ∫ ∫ ∫
d) ( ) ( ) ( ) ( )54 4 2 11
2 1 2 1 2 12 5
nu du xI x dx x d x I C
+= + = + + → = +∫ ∫
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 4
e) ( ) ( ) ( ) ( )20112010 2010 1 31
1 3 1 3 1 33 2011
nu du xI x dx x d x I C
−= − = − − − → = − +∫ ∫
f) ( )
( )( ) ( )
2
2 2
2 11 1 1 1.
2 2 2 1 2 2 12 1 2 1
du
ud xdx
I I C Cx xx x
+= = → = − + = − +
+ ++ +∫ ∫
g) ( ) ( ) ( )3 3
2 21 1 2 3
4 5 4 5 4 5 . 4 5 4 54 4 3 8
I x dx x d x I x C x C= + = + + ⇒ = + + = + +∫ ∫
���� Công thức 3: lndx
x Cx
= +∫
Chứng minh:
Thật vậy, do ( ) 1ln ln
dxx C x C
x x′+ = ⇒ = +∫
�Chú ý:
+ Mở rộng với hàm số hợp ( )u u x= , ta được lndu
u Cu
= +∫
+ ( )
1ln 2
1 1 2x 2ln ax1ax ax
ln 22 2
dxx k C
d ax bdx kb Cdxb a b a
k x Ck x
= + ++ += = + + →+ + = − − + −
∫∫ ∫
∫
Ví dụ:
a) 4
3 31 1 12 ln
4
dx xx dx x dx dx x x C
x xx x
+ + = + + = + + + ∫ ∫ ∫ ∫
b) ( )3 21 1
ln 3 23 2 3 3 2 3
du
ud xdx
I I x Cx x
+= = → = + +
+ +∫ ∫
c) ( )2
2 22 12 3 3 3 32 2 3 ln 2 1
2 1 2 1 2 1 2 2 1 2
d xx x dxdx x dx xdx x x x C
x x x x
++ + = + = + = + = + + + + + + + ∫ ∫ ∫ ∫ ∫
���� Công thức 4: sinx cosdx x C= − +∫
Chứng minh:
Thật vậy, do ( )cos sin x sinx cosx C dx x C′− + = ⇒ = − +∫
�Chú ý:
+ Mở rộng với hàm số hợp ( )u u x= , ta được sinu cosdu u C= − +∫
+ ( ) ( ) ( ) ( )1 1 1sin sin cos sin 2 cos2
2+ = + + = − + + → = − +∫ ∫ ∫ax b dx ax b d ax b ax b C xdx x C
a a
Ví dụ:
a) ( )3
22 11 1
sinx sinx cos2 1 2 1 2 2 1
d xdxx x dx x xdx dx x dx x
x x x
− + + = + + = − + = − − − ∫ ∫ ∫ ∫ ∫ ∫
5
22 1cos ln 2 1
5 2
xx x C= − + − +
b) ( ) ( )4 33 1 3 1 3sin 2 sin 2 3 sin 2 2 os2 ln 4 3
4 3 4 3 2 4 4 3 2 4
d xdxx dx xdx xd x c x x C
x x x
− + = + = + = − + − + − − − ∫ ∫ ∫ ∫ ∫
c) sin sinx sin32
xx dx
+ + ∫
Ta có ( ) ( ) ( ) ( )1 1 12 ; 2 2 2 ; 3 3 3
2 2 2 2 3
x xd dx dx d d x dx dx d x d x dx dx d x = ⇒ = = ⇒ = = ⇒ =
Từ đó :
( ) ( )1 1sin sinx sin3 sin sin 2 sin3 2 sin sin 2 2 sin3 3
2 2 2 2 2 3
x x x xx dx dx xdx xdx d xd x xd x
+ + = + + = + + ∫ ∫ ∫ ∫ ∫ ∫ ∫
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 5
1 12cos os2 os3
2 2 3
xc x c x C= − − − +
���� Công thức 5: cos sinxdx x C= +∫
Chứng minh:
Thật vậy, do ( )sin cos cos sin′+ = ⇒ = +∫x C x xdx x C
�Chú ý:
+ Mở rộng với hàm số hợp ( )u u x= , ta được cosu sindu u C= +∫
+ ( ) ( ) ( ) ( )1 1 1cos cos sin cos2 sin 2
2+ = + + = + + → = +∫ ∫ ∫ax b dx ax b d ax b ax b C xdx x C
a a
Ví dụ:
a) 4 1 5
cos sin cos sin x 4 sinx cos 4 5ln 11 1
xx x dx xdx dx dx x x x C
x x
− − + = − + − = + + − + + + + ∫ ∫ ∫ ∫
b) ( )21
cos2 sin cos2 sin sin 2 cos2 2
+ − = + − = − − +∫ ∫ ∫ ∫x
x x x dx xdx xdx xdx x x C
c) ( )2 1 cos2 1 1 1 1 1 1sin cos2 cos2 2 sin 2
2 2 2 2 4 2 4
− = = − = − = − +
∫ ∫ ∫ ∫x
xdx dx x dx x xd x x x C
���� Công thức 6:2
tancos
dxx C
x= +∫
Chứng minh:
Thật vậy, do ( ) 2 2
1tan tan x
cos cos
dxx C C
x x′+ = ⇒ = +∫
�Chú ý:
+ Mở rộng với hàm số hợp ( )u u x= , ta được 2
tan uos
duC
c u= +∫
+ ( )( )
( ) ( )2 2 2
1 1 1tan tan 2
cos cos cos 2 2
d ax bdx dxax b C x C
ax b a ax b a x
+= = + + → = +
+ +∫ ∫ ∫
Ví dụ:
a) 2 2
1 1cos sin 2 cos sin 2 tan sin cos2
cos cos 2
dxx x dx xdx xdx x x x C
x x + − = + − = + + + ∫ ∫ ∫ ∫
b) ( ) ( )( )
( )( )
2 2 2
2 1 5 41 2 1 22
cos 2 1 5 4 cos 2 1 5 4 2 cos 2 1 4 5 4
d x d xdx dxI dx
x x x x x x
− −= + = + = − − − − − − − ∫ ∫ ∫ ∫ ∫
( )2os 1 1tan 2 1 ln 5 4
2 2
du
c u x x C→ = − − − +
c) ( )( )
( ) ( )2os2 2
3 21 1tan 3 2
cos 3 2 2 cos 3 2 2
du
c ud xdx
I I x Cx x
−= = − → = − − +
− −∫ ∫
���� Công thức 7:2
cot xsin
dxC
x= − +∫
Chứng minh:
Thật vậy, do ( ) 2 2
1cot cot x
sin
dxx C C
sin x x′− + = ⇒ = − +∫
�Chú ý:
+ Mở rộng với hàm số hợp ( )u u x= , ta được 2
cot usin
duC
u= − +∫
+ ( )( )
( ) ( )2 2 2
1 1 1cot cot 2
sin sin sin 2 2
+= = − + + → = − +
+ +∫ ∫ ∫d ax bdx dx
ax b C x Cax b a ax b a x
Ví dụ:
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 6
a) 6
5 52 2
1 1cos2 2 cos2 2 sin 2 cot
sin sin 2 3
dx xx x dx xdx x dx x x C
x x − + = − + = + + + ∫ ∫ ∫ ∫
b) ( )( )
( ) ( ) ( )2sin2 2
1 31 1 1cot 1 3 cot 1 3
sin 1 3 3 sin 1 3 3 3
du
ud xdx
I I x C x Cx x
−= = − → = − − − + = − + − −∫ ∫
c) 2sin
2 2
22 2cot
2sin sin2 2
du
u
xd
dx xI I C
x x
= = → = − +
∫ ∫
���� Công thức 8: x xe dx e C= +∫
Chứng minh:
Thật vậy, do ( )x x x xe C e e dx e C′+ = ⇒ = +∫
�Chú ý:
+ Mở rộng với hàm số hợp ( )u u x= , ta được u ue du e C= +∫
+ ( )2 2
2 2
11 1 2
1
2
+ +
+ + +
− −
= += + = + → = − +
∫∫ ∫
∫
x k x k
ax b ax b ax b
k x k x
e dx e Ce dx e d ax b e C
a ae dx e C
Ví dụ:
a) ( ) ( )2 1 2 1 2 12 2 2
31 4 4 1 12 1 4.2
sin 3 sin 3 2 3 sin 3x x x d xdx
e dx e dx dx e d x xx x xx x
− + − + − + − + = − + = − − + − + ∫ ∫ ∫ ∫ ∫ ∫
2 11 1
cot3 82 3
xe x x C− += − + + +
b) ( )( ) ( ) ( ) ( ) ( )3 2 3 2 3 24 14 os 1 3 4 os 1 3 3 2 os 1 3 1 3
3 3x x xe c x dx e dx c x dx e d x c x d x+ + ++ − = + − = + − − −∫ ∫ ∫ ∫ ∫
( )3 24 1sin 1 3
3 3xe x C+= − − +
���� Công thức 9:ln
xx a
a dx Ca
= +∫
Chứng minh:
Thật vậy, do ln
ln ln ln
x x xx xa a a a
C a a dx Ca a a
′ + = = ⇒ = +
∫
�Chú ý:
+ Mở rộng với hàm số hợp ( )u u x= , ta được u ua du a C= +∫
+ ( )1 1kx m kx m kx ma dx a d kx m a Ck k
+ + += + = +∫ ∫
Ví dụ:
a) ( ) ( ) ( )3 2
3 2 3 2 3 21 1 2 32 3 2 3 2 3 3 2
3 2 3ln 2 2ln3
ux x
a dux x x x x xI dx dx dx d x d x I C= + = + = + → = + +∫ ∫ ∫ ∫ ∫
b) ( ) ( ) ( )1 2
1 2 4 3 1 2 4 3 1 2 4 3 4 31 3 2 32 2 3 2 1 2 4 3
2 4 2ln 2 4
xx x x x x x xe dx dx e dx d x e d x e C
−− + − + − + +− = − = − − − + = − + +∫ ∫ ∫ ∫ ∫
BÀI TẬP LUYỆN TẬP:
1) ( )51 2I x x dx= +∫ 2) 3 5
2 7
13I x dx
x
= − ∫ 3)
( )5 2 3 33 4 2I x x x dx= − +∫
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 7
4) 34 25
1 24
xI x dx
xx
= − +
∫ 5) 5
1x + dx
xI
= ∫ 6)
4
6 2
2 3xI dx
x
+= ∫
7) ( )2
7
1xI dx
x
−= ∫ 8) ( )23
8 2 1I x dx= −∫ 9) ( )22
9 2
4xI dx
x
+= ∫
10) 4 3 2
10 2
3 2 1x x xI dx
x
+ − += ∫ 11) 2
11
x x x xI dx
x
− −= ∫ 12) 12 3
1 1I dx
x x
= − ∫
13) 3
13
1I x dx
x
= − ∫ 14)
2
14 3
1I x dx
x
= + ∫ 15)
( )23
15
2 3x xI dx
x
−= ∫
16) ( )( )416 2I x x x x dx= − −∫ 17) 17 5
1
(2 3)I dx
x=
−∫ 18) 18 4
1
( 3)
xI dx
x
+=−∫
19) 19
πsin
2 7
xI dx
= + ∫ 20) 20 sin 2 sin
3
xI x dx
= + ∫ 21) 21 sin
2
xI x dx
= + ∫
22) 22
π 1sin 3 sin
4 2
xI x dx
+ = + −
∫ 23) 223 cos
2
xI dx= ∫ 24) 2
24 sin2
xI dx= ∫
26) 26 2cos 4
dxI
x= ∫ 27) ( )27 2cos 2 1
dxI
x=
−∫ 28) ( )228 tan 2I x x dx= +∫
29) 429 tanI x dx= ∫ 30) 2
30 cotI xdx= ∫ 31) ( )31 2sin 2 3
dxI
x=
+∫
32) 32 1 cos6
dxI
x=
−∫ 33) 2 2
33 2
1cot dxI x x
x = + + ∫ 34) 2
34
1dx
3 2I x
x = + + ∫
35) 235
1sin
2 5I x dx
x = − − ∫ 36) 36
2dx
3
xI
x
+=−∫ 37) 37
2 1
4 3
xI dx
x
−=+∫
38) 38 6 5
xI dx
x=
−∫ 39) 2
39
11
3
x xI dx
x
+ +=+∫ 40)
2
40
2 5
1
x xI dx
x
− +=−∫
41) 3 2
41
3 2 1
2
x x xI dx
x
+ + +=+∫ 42)
3 2
42
4 4 1
2 1
x xI dx
x
+ −=+∫ 43)
2
43
4 6 1
2 1
x xI dx
x
+ +=+∫
44) 2x 344I e dx− += ∫ 45) 3 1
45 cos(1 ) xI x e dx− = − + ∫ 46) 2 1
46 . xI x e dx− += ∫
47) 47 2
2
sin (3 1)xI e dx
x−
= + + ∫ 48) 48 2
2cos
xx e
I e dxx
− = +
∫ 49) ( )1 2 4 3
49 2 x xI e dx− += −∫
50) 50
1
2xI dx= ∫ 51) 51
2
7
x
xI dx= ∫ 52) 2 1
52 3 xI dx+= ∫
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 8
CÁC BIỂU THỨC VI PHÂN QUAN TRỌNG
1. ( ) ( ) ( )2 2 21 1 1
2 2 2xdx d x d x a d a x= = ± = − − 6. ( ) ( ) ( )2
cot cot cotsin
dxd x d x a d a x
x= − = − ± = −
2. ( ) ( ) ( )2 3 3 31 1 1
3 3 3x dx d x d x a d a x= = ± = − − 7. ( ) ( ) ( )
2
dxd x d x a d a x
x= = ± = − −
3. sin (cos ) (cos ) ( cos )xdx d x d x a d a x= − = − ± = − 8. ( ) ( ) ( )x x x xe dx d e d e a d a e= = ± = − −
4. cos (sin ) (sin ) ( sin )xdx d x d x a d a x= = ± = − − 9. ( ) ( ) ( )ln ln lndx
d x d x a d a xx
= = ± = − −
5. ( ) ( ) ( )2tan tan tan
cos
dxd x d x a d a x
x= = ± = − − 10. ( ) ( )1 1
dx d ax b d b axa a
= + = − −
Ví dụ 1. Tìm nguyên hàm của các hàm số sau:
a) 1 21
xI dx
x=
+∫ b) 2 102 (1 )I x x dx= +∫ c)
2
3 3 1
x dxI
x=
+∫
Hướng dẫn giải:
a) Sử dụng các công thức vi phân ( ) ( )
( )
22 21 1
2 2 2
ln
xxdx d d x d x a
dud u
u
= = = ±
=
Ta có ( ) ( ) ( )
2 2(ln ) ln
21 12 2 2
11 1 1ln 1 .
2 2 21 1 1
dud u u C
ud x d xx
I dx I x Cx x x
= = ++= = = ←→ = + +
+ + +∫ ∫
∫ ∫ ∫
b) Sử dụng các công thức vi phân
( ) ( )2
2 2
1
1 1
2 2 2
1
nn
xxdx d d x d x a
uu du d
n
+
= = = ±
= +
Ta có ( ) ( ) ( ) ( )11210 102 2 2
2
111 1 1 .
2 22
xI x x dx x d x C
+= + = + + = +∫ ∫
c) Sử dụng các công thức vi phân ( )
( )
32 31
3 3
2
xx dx d d x a
dud u
u
= = ±
=
Ta có ( ) ( )3 32 3
3 3 3 3
1 11 2 2 1.
3 3 31 1 2 1
d x d xx dx xI C
x x x
+ + += = = = ++ + +∫ ∫ ∫
Ví dụ 2. Tìm nguyên hàm của các hàm số sau:
a) 24 1I x x dx= −∫ b) 5
2 1
dxI
x=
−∫ c) 6 5 2I x dx= −∫
Hướng dẫn giải:
02. PHƯƠNG PHÁP VI PHÂN TÌM NGUYÊN HÀM
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 9
a) Sử dụng các công thức vi phân
( ) ( )2
2 2
1
1 1
2 2 2
1
nn
xxdx d d x d a x
uu du d
n
+
= = = − −
= +
Ta có ( ) ( ) ( ) ( ) ( )321 12 2 2 2 22 2
4
11 11 1 1 1 .
2 2 3
xI x x dx x d x x d x C
−= − = − = − − − = − +∫ ∫ ∫
b) Sử dụng các công thức vi phân ( ) ( )
( )
1 1ax ax
2
dx d b d ba a
dud u
u
= + = − − =
Ta có ( ) ( ) ( )
25 5
2 1 2 112 1 .
22 1 2 1 2 2 1
dud u
ud x d xdx
I I x Cx x x
=− −= = = ←→ = − +
− − −∫ ∫ ∫
c) Sử dụng các công thức vi phân
( ) ( )1
1 1ax ax
1
nn
dx d b d ba a
uu du d
n
+
= + = − − = +
( ) ( ) ( ) ( ) ( )3 3
1 22
6
5 22 5 21 1 15 2 5 2 2 5 2 5 2 . .
2 2 2 3 3
xxI x dx x d x x d x C C
−−⇒ = − = − = − − − = − + = − +∫ ∫ ∫
Ví dụ 3. Tìm nguyên hàm của các hàm số sau:
a) 3
7 5 4
2
5
xI dx
x=
−∫ b) 8 5(3 2 )
dxI
x=
−∫ c) 3
9
ln xI dx
x= ∫
Hướng dẫn giải:
a) Sử dụng các công thức vi phân
( ) ( )4
3 4 4
1
1 1
4 4 4
1
n
n
xx dx d d x a d a x
du ud
nu
− +
= = ± = − −
= − +
( ) ( ) ( ) ( )4
4 444 55134 45
7 5 54 4
5 55 542 1 12 5 5 . .
2 2 4 85 5
xd xxx
I dx x d x C Cx x
−
−− ⇒ = = = − − = + = +
− −∫ ∫ ∫
b) Ta có ( ) ( ) ( )65
8 5
3 213 2 3 2 .
(3 2 ) 2 12
xdxI x d x C
x
−= = − − − = − +
−∫ ∫
c) Sử dụng công thức vi phân ( )lndx
d xx
= ta được ( )3 4
39
ln lnln ln .
4
x xI dx xd x C
x= = = +∫ ∫
Ví dụ 4. Tìm nguyên hàm của các hàm số sau:
a) ( )10 2010
3
4 2
dxI
x=
−∫ b) 11cos x
I dxx
= ∫ c) 12 cos sinI x xdx= ∫
Hướng dẫn giải:
a) Ta có ( )
( ) ( ) ( )( )
20092010
10 2010 2009
4 23 3 3 34 2 4 2 .
2 2 20094 2 4018 4 2
xdxI x d x C C
x x
−− −
= = − − − = − + = +−− −∫ ∫
b) Sử dụng các công thức vi phân ( )
( )cos sin
2
u du d u
dxd x
x
= =
Ta có ( )11cos cos
2 2 os 2sin .2
x xI dx dx c x d x x C
x x= = = = +∫ ∫ ∫
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 10
c) Sử dụng các công thức vi phân ( )( )
cos sin
sin x cos
u du d u
dx d x
=
= −
Ta có ( ) ( ) ( )3
31 22
12
2 cos 2 coscos sin cos cos .
3 3
x xI x xdx x d x C= = − = − = − +∫ ∫
Ví dụ 5. Tìm nguyên hàm của các hàm số sau:
a) 313 sin cosI x xdx= ∫ b) 14 5
sin
cos
xI dx
x= ∫ c) 4
15 sin cosI x xdx= ∫
Hướng dẫn giải:
a) Sử dụng các công thức vi phân ( )
( )sin cos
cos sin
u du d u
xdx d x
= −
=
Ta có ( ) ( ) ( )1 4
3 343
3 41 343 33 13
3 sinx 3 sinsin cos sinx sin
4 4
u du d ux
I x xdx d x I C C
= = = ←→ = + = +∫ ∫
b) Ta có ( ) 4
14 5 5 4
cossin (cos ) 1.
cos cos 4 4cos
xx d xI dx C C
x x x
−
= = − = − + = +−∫ ∫
c) Sử dụng các công thức vi phân
( )1
cos sin
1
nn
xdx d x
uu du d
n
+
=
= +
Khi đó ta được ( )5
4 554 4
15 15
sinsin cos sin sin .
5
uu du d x
I x xdx xd x I C
=
= = ←→ = +∫ ∫
Ví dụ 6. Tìm nguyên hàm của các hàm số sau:
a) 16 tanxI dx= ∫ b) 17 sin 4 cos4I x xdx= ∫ c) 18
sin
1 3cos
xdxI
x=
+∫
Hướng dẫn giải:
a) Sử dụng các công thức sin x (cos )
ln
dx d x
duu C
u
= − = +∫
Ta có ( )
16
cossintan ln cos .
cos cos
d xxdxI xdx x C
x x= = = − = − +∫ ∫ ∫
b) Ta có ( ) ( )17
1 1sin 4 cos4 sin 4 cos4 4 sin 4 sin 4
4 4I x xdx x xd x x d x= = =∫ ∫ ∫
( )3
322 sin 41 sin 4. .
4 3 6
x xC C= + = +
c) Ta có ( ) ( )
18
cos 3cos 1sin 1 1ln 1 3cos .
1 3cos 1 3cos 3 1 3cos 3
d x d xxdxI x C
x x x
+= = − = − = − + +
+ + +∫ ∫ ∫
Ví dụ 7. Tìm nguyên hàm của các hàm số sau:
a) ( )19 2
2cos
2 5sin
xdxI
x=
−∫ b) 20
cos
4sin x 3
xdxI =
−∫ c) ( )21 tan .ln cosI x x dx= ∫
Hướng dẫn giải:
a) Sử dụng công thức vi phân 2
cos (sin x)
1
xdx d
dud
uu
= = −
( )( )
( )( )
( ) ( )19 2 2 2
2 sin 2 5sin2cos 2 2.
5 5 2 5sin2 5sin 2 5sin 2 5sin
d x d xxdxI C
xx x x
−⇒ = = = − = +
−− − −∫ ∫ ∫
b) Sử dụng công thức vi phân ( )cos (sin x)
2
xdx d
dud u
u
= =
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 11
Ta được ( ) ( ) ( )
20
sin 4sin 4sin 3cos 1 1 14sin x 3 .
4 2 24sin x 3 4sin x 3 4sin x 3 2 4sin x 3
d x d x d xxdxI C
−= = = = = − +
− − − −∫ ∫ ∫ ∫
c) Sử dụng các công thức nguyên hàm cơ bản
( )
2
cossintan ln cos
cos cos
2
d xxdxxdx x C
x x
uu du C
= = − = − +
= +
∫ ∫ ∫
∫
Ta có ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )21
cossintan .ln cos ln cos ln cos ln cos ln cos
cos cos
d xxI x x dx x dx x x d x
x x= = = − = − =∫ ∫ ∫ ∫
2 2
21
ln (cos ) ln (cos ).
2 2
x xC I C= − + → = − +
Ví dụ 8. Tìm nguyên hàm của các hàm số sau:
a) 22 2
tan
cos
xI dx
x= ∫ b)
3
23 4
tan
cos
xI dx
x= ∫ c) 24 2
tan 2 1
cos 2
xI dx
x
+= ∫
Hướng dẫn giải:
a) Sử dụng các công thức ( )2
2
tancos
2
dxd x
x
uu du C
= = +∫
Ta có ( )2 2
22 222 2
tan tan tantan . tan tan .
2 2cos cos
x dx x xI dx x xd x C I C
x x= = = = + → = +∫ ∫ ∫
b) Sử dụng các công thức ( )2
22
tancos
11 tan
cos
dxd x
x
xx
= = +
Ta có ( ) ( )3
3 3 2 5 323 4 2 2
tan 1tan . . tan . 1 tan (tan ) tan tan (tan )
cos cos cos
x dxI dx x x x d x x x d x
x x x= = = + = +∫ ∫ ∫ ∫
6 4 6 4
23
tan tan tan tan.
6 4 6 4
x x x xC I C= + + → = + +
c) Sử dụng các công thức ( )2 2
2
1 ( ) 1tan( )
cos cos
2
dx d axd ax
ax a ax a
uu du C
= = = +∫
Ta có 24 2 2 2 2 2
tan 2 1 tan 2 1 tan 2 (2 ) 1 (2 )
2 2cos 2 cos 2 cos 2 cos 2 cos 2
x xdx dx xd x d xI dx
x x x x x
+= = + = +∫ ∫ ∫ ∫ ∫
2 2
24
1 1 tan 2 tan 2 tan 2 tan 2tan 2 (tan 2 ) (tan 2 ) .
2 2 4 2 4 2
x x x xxd x d x C I C= + = + + → = + +∫ ∫
Ví dụ 9. Tìm nguyên hàm của các hàm số sau:
a) 25 2
cot
sin
xI dx
x= ∫ b) 26 3
tan
cos
xI dx
x= ∫ c) 27
cotπ
cos2
xI dx
x=
+
∫
Hướng dẫn giải:
a) Sử dụng các công thức ( )2
2
cotsin
2
dxd x
x
uu du C
= − = +∫
Ta có ( )2 2
25 252 2
cot cot cotcot . cot cot .
2 2sin sin
x dx x xI dx x xd x C I C
x x= = = − = − + → = − +∫ ∫ ∫
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 12
b) Sử dụng các công thức ( )
1
sin x cos
1
n
n
dx d x
du uC
u n
− +
= −
= + − +∫
Ta có ( ) ( ) 3
26 263 4 4 3 3
cos costan sin 1 1.
cos cos cos 3 3cos 3cos
d x xx xdxI dx C C I C
x x x x x
−
= = = − = − + = + → = +−∫ ∫ ∫
c) Sử dụng các công thức
( )
2
cos sin
πcos sin
2
1
xdx d x
x x
duC
u u
= + = −
= − +∫
Ta có ( )27 272 2
cot cos cos (sin ) 1 1.
π sin . sin sin sin sin sincos2
x x xdx d xI dx dx C I C
x x x x x xx
= = = − = − = + → = +− +
∫ ∫ ∫ ∫
Ví dụ 10. Tìm nguyên hàm của các hàm số sau:
a) 283 xe
I dxx
= ∫ b) tan 2
29 2cos
xe dxI
x
+
= ∫ c) 21
30 . xI x e dx−= ∫
d) cos31 sinxI e xdx= ∫ e)
2ln 3
32
xeI dx
x
+
= ∫
Hướng dẫn giải:
a) Sử dụng các công thức ( )
2u u
dxd x
x
e du e C
= = +∫
Ta có ( )28 283
3.2 6 6 6 .2
xx x x xe dx
I dx e e d x e C I e Cx x
= = = = + → = +∫ ∫ ∫
b) Sử dụng các công thức ( ) ( )2tan tan
cosu u
dxd x d x k
x
e du e C
= = ± = +∫
Ta có ( )tan 2
tan 2 tan 2 tan 2 tan 229 292 2
tan 2 .cos cos
xx x x xe dx dx
I e e d x e C I e Cx x
++ + + += = = + = + → = +∫ ∫ ∫
c) Sử dụng các công thức ( ) ( )2 21 1
12 2
u u
xdx d x d x
e du e C
= = − − = +∫
Ta có ( )2 2 2 2 21 1 1 2 1 130 30
1 1 1. 1 .
2 2 2x x x x xI x e dx e xdx e d x e C I e C− − − − −= = = − − = − + → = − +∫ ∫ ∫
d) Sử dụng các công thức ( )sin cos
u u
xdx d x
e du e C
= −
= +∫
Ta có ( )cos cos cos cos31 31sin cos .x x x xI e xdx e d x e C I e C= = − = − + → = − +∫ ∫
e) Sử dụng các công thức ( ) ( )ln ln
u u
dxd x d x k
x
e du e C
= = ± = +∫
Ta có ( ) ( )2ln 3
2ln 3 2ln 3 2ln 3 2ln 332
1 1ln 2ln 3 .
2 2
xx x x xe dx
I dx e e d x e d x e Cx x
++ + + += = = = + = +∫ ∫ ∫ ∫
Vậy 2ln 3
2ln 332
1.
2
xxe
I dx e Cx
++= = +∫
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 13
BÀI TẬP LUYỆN TẬP:
1) 1 21
xI dx
x=
+∫ 2) 2 102 (1 )I x x dx= +∫ 3) 3
cos xI dx
x= ∫
4) 4 cos sinI x xdx= ∫ 5) 5 3
sin
cos
xI dx
x= ∫ 6) 3
6 sin cosI x xdx= ∫
7) 7 2 5
xI dx
x=
+∫ 4) 82 1
dxI
x=
−∫ 3) 9 5 2I xdx= −∫
10) 3
10
ln xI dx
x= ∫ 11)
2 111 . xI x e dx+= ∫ 12) 4
12 sin cosI x xdx= ∫
13) 13 5
sin
cos
xI dx
x= ∫ 14) 14 cotI xdx= ∫ 15) 15 2
tan
cos
xI dx
x= ∫
16) tan
16 2cos
xeI dx
x= ∫ 17) 17
xeI dx
x= ∫ 18) 2
18 1I x x dx= +∫
19) 19 5(3 2 )
dxI
x=
−∫ 20) 2 320 5I x x dx= +∫ 21)
2
21 3 1
x dxI
x=
+∫
22) 222 1I x x dx= −∫ 23) 23 cos 1 4sinI x x dx= +∫ 24) 2
24 1I x x dx= +∫
25) cos25 sinxI e xdx= ∫ 26)
2 226 . xI x e dx+= ∫ 27) 27
sin
1 3cos
xdxI
x=
+∫
28) 21
28 . xI x e dx−= ∫ 29) ( )sinx29 cos cosI e x xdx= +∫ 30)
2ln 1
30
xeI dx
x
+
= ∫
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 14
DẠNG 1: ĐỔI BIẾN SỐ HÀM LƯỢNG GIÁC
� Nếu hàm f(x) có chứa 2 2a x− thì đặt 2 2 2 2 2
(a sin ) cosa sin
sin cos
dx d t a t dtx t
a x a a t a t
= == →− = − =
� Nếu hàm f(x) có chứa 2 2a x+ thì đặt 2
2 2 2 2 2
( tan )cos
tan
tancos
adtdx d a t
tx a t
aa x a a t
t
= == → + = + =
� Nếu hàm f(x) có chứa 2 2x a− thì đặt 2
22 2 2
2
cos
sin sin
sin
sin cot
a a t dtdx d
t tax
t aax a a
t t
− = = = →
− = − =
Ví dụ 1. Tìm nguyên hàm của các hàm số sau:
a) ( )1 2; 2
4= =
−∫dx
I ax
b) ( )22 1 ; 1= − =∫I x dx a
c) ( )2
3 2; 1
1= =
−∫x dx
I ax
d) ( )2 24 9 ; 3= − =∫I x x dx a
Hướng dẫn giải:
a) Đặt 12 2 2
(2sin ) 2cos 2cos2sin
2cos4 4 4sin 2cos 4
dx d t t dt dx t dtx t I dt t C
tx t t x
= == → → = = = = +− = − = −
∫ ∫ ∫
Từ phép đặt 12sin arcsin arcsin2 2
x xx t t I C = ⇔ = → = +
b) Đặt 2 2
(sin ) cossin
1 1 sin cos
dx d t t dtx t
x t t
= == →− = − =
Khi đó 22
1 cos2 1 1 11 cos .cos cos2 sin 2
2 2 2 2 4
t tI x dx t t dt dt dt t dt t C
+= − = = = + = + +∫ ∫ ∫ ∫ ∫
Từ 2 2
2cos 1 sin 1sin sin 2 2sin .cos 2 1
arcsin
t t xx t t t t x x
t x
= − = −= ⇒ → = = −=
22
arcsin 11
2 2
xI x x C→ = + − +
c) Đặt 2 2
(sin ) cossin
1 1 sin cos
dx d t t dtx t
x t t
= == →− = − =
Khi đó, 2 2
23 2
sin .cos 1 os2 1 1sin sin 2
cos 2 2 41
x dx t t dt c tI t dt dt t t C
tx
−= = = = = − +−∫ ∫ ∫ ∫
Từ 2 2
2cos 1 sin 1sin sin 2 2sin .cos 2 1
arcsin
t t xx t t t t x x
t x
= − = −= ⇒ → = = −=
23
arcsin 11
2 2
xI x x C→ = − − +
d) Đặt 2 2
(3sin ) 3cos3sin
9 9 9sin 3cos
dx d t t dtx t
x t t
= == →− = − =
Khi đó, 2 2 2 2 2 24
81 81 1 os49 9sin .3cos .3cos 81 sin .cos sin 2
4 4 2
c tI x x dx t t t dt t t dt t dt dt
−= − = = = =∫ ∫ ∫ ∫ ∫
03. PHƯƠNG PHÁP ĐỔI BIẾN SỐ TÌM NGUYÊN HÀM
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 15
81 1 1 81 1os4 sin 4
4 2 2 4 2 8
tdt c t dt t C
= − = − + ∫ ∫
Từ
22
2cos 1 sin 1293sin sin 2 13 9
arcsin3
xt t
x xx t t
xt
= − = −
= ⇒ → = − =
Mặt khác, 2 2 2 2
2 2 2 2os2 1 2sin 1 2 1 sin 4 2sin 2 . os2 2. 1 . 1
3 9 3 9 9
x x x x xc t t t t c t
= − = − = − → = = − −
Từ đó ta được 2 2
4
arcsin81 23
1 . 1 .4 2 6 9 9
xx x x
I C
= − − − +
Ví dụ 2. Tìm nguyên hàm của các hàm số sau:
a) ( )1 2; 1
1
dxI a
x= =
+∫ b) 22 2 5I x x dx= + +∫ c) ( )
2
3 2; 2
4
x dxI a
x= =
+∫
Hướng dẫn giải:
a) Đặt 2 2
21 2
2 2
(tan ) (1 tan ) (1 tan )tan cos
1 tan1 1 tan
dtdx d t t dt t dt
x t I dt t Ctt
x t
= = = + += → → = = = + + + = +
∫ ∫
Từ giả thiết đặt 1tan arctan arctan .x t t x I x C= ⇔ = → = +
b) Ta có 12 2 22 2 5 ( 1) 4 ( 1) 4t xI x x dx x d x I t dt= += + + = + + + → = +∫ ∫ ∫
Đặt 2
2 222 2
2(2 tan )
2 coscos2 tan22 cos cos.cos4 4 4 tan
coscos
dudt d u
du du u duut u Iu uut u
uu
= == → → = = = + = + =
∫ ∫ ∫
2
(sin ) 1 (1 sin ) (1 sin ) 1 (sin ) 1 (sin ) 1 1 sin(sin ) ln .
1 sin 2 (1 sin )(1 sin ) 2 1 sin 2 1 sin 2 1 sin
d u u u d u d u ud u C
u u u u u u
+ + − += = = + = +− + − − + −∫ ∫ ∫ ∫
Từ phép đặt 2 2
2 22 2 2
1 42tan tan 1 sin 1 os 1
2 os 4 4 4
t t tt u u u c u
c u t t= ⇔ = → = + → = − = − =
+ +
Từ đó ta được 2 2
2
2 2
11 1
1 1 sin 1 14 2 5ln ln ln .12 1 sin 2 21 1
4 2 5
t x
u t x xI C C Ct xu
t x x
++ ++ + + += + = + = ++− − −
+ + +
c) Đặt 2
2
2 2
2(2 tan ) 2(1 tan )
os2 tan
4 4 tan 4
dtdx d t t dt
c tx t
x t
= = = += → + = +
( )2 2 2 2 2
2 23 23 42 2
4tan .2(1 tan ) sin sin .cos sin . (sin )4 tan 1 tan 4 4 4
cos cos2 1 tan 1 sin
t t dt t t t dt t d tI t t dt dt
t tt t
+→ = = + = = =+ −
∫ ∫ ∫ ∫ ∫
Đặt ( )
222
3 2 22
1 (1 ) (1 )sin 4 4 4
1 2 (1 )(1 )1
u u u uu t I du du du
u u uu
+ − − = → = = = − + − −∫ ∫ ∫
2
2 2 2 2
1 1 2 (1 ) (1 ) (1 ) (1 )
1 1 (1 ) (1 ) (1 )(1 ) (1 ) (1 ) (1 )(1 )
du du du d u d u u u dudu
u u u u u u u u u u
− + − + + = − = + − = − + − − + − + − + − + − + ∫ ∫ ∫ ∫ ∫ ∫ ∫
1 1 1 1 1 1 1 1ln 1 ln 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
du dudu u u C
u u u u u u u u u u − − − + = − − − − = − − − + + − + − + + − − + + − − + ∫ ∫ ∫
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 16
3
1 1 1 1 1 1 1 1 sin 1ln ln ln .
1 1 1 1 1 1 sin 1 sin 1 sin 1
u u tC I C C
u u u u u u t t t
− − −= − + + → = − + + = − + +− + + − + + − + +
Từ giả thiết 2 2
2 2 22 2 2
1 42tan tan 1 tan 1 os sin
2 os 4 4 4
x x xx t t t c t t
c t x x= ⇔ = → = + = + ⇔ = → =
+ +
2
32
2 2 2
11 1 4sin ln .
4 1 1 14 4 4
x
x xt I Cx x xx
x x x
−+⇔ = → = − + +
+ − + ++ + +
Ví dụ 3. Tìm nguyên hàm của các hàm số sau:
a) 1 2 1
dxI
x=
−∫ b) 2 2 2 4
dxI
x x=
−∫ c) 3 2 2 2
dxI
x x=
− −∫
Hướng dẫn giải:
a) Đặt 2
21 22
222
1 coscos
sin sin1 cossinsin sin .cot1 11 cot1 1
sin
t dtt dtdx d
dxt t dx t dttx It t txx tx
t
− −= = = − = → ←→ → = = − − =− = −
∫ ∫
2 2
sin (cos ) (cos ) 1 (1 cos ) (1 cos ) 1 1 cos(cos ) ln .
sin 1 cos (1 cos )(1 cos ) 2 (1 cos )(1 cos ) 2 1 cos
t dt d t d t t t td t C
t t t t t t t
− + + += − = = = = +− − + − + −∫ ∫ ∫ ∫
Từ phép đặt
2
22 2
12 2
111 1 1 1
os 1 sin 1 cos ln .sin 2 1
1
xx xx c t t t I C
t x x x
x
−+−= → = − = − ⇔ = → = +−−
b) Đặt 2 2
2 2 2222
2 2cos 2cossin sin2 sin
8cotsin 4 4 2cot 44 4sinsin
t dt t dtdx d dxt t tx
ttx t x xx
tt
− −= = = = → ←→ − = ⇒ − =− = −
Khi đó, 2 2 2 22
2cos 1 1sin cos .
8cot 4 44 sin .sin
dx t dtI t dt t C
tx x tt
−= = = − = +−∫ ∫ ∫
Từ 2 2
2 222
2 4 4 4os 1 sin 1 cos .
sin 4
x xx c t t t I C
t x x x
− −= → = − = − ⇔ = → = +
c)
( )1
3 32 2 2 22
( 1)
2 2 ( 1) 3 3 3
t xdx d x dt dtI I
x x x t t
= −−= = → = =− − − − − −
∫ ∫ ∫ ∫
Đặt 2
2
222
3 3 cos3cos
sin sin3sin
sin 3 3 3 cot3 3sin
u dudt d u du
dtu ut u
ut ut
u
−= = − = = → ←→
− =− = −
3 2 222
3 cos sin (cos ) (cos )
sin 1 cos (1 cos )(1 cos )sin . 3 cot3
dt u du u du d u d uI
u u u uu ut
−→ = = = − = =− − +−∫ ∫ ∫ ∫ ∫
1 (1 cos ) (1 cos ) 1 1 cos(cos ) ln .
2 (1 cos )(1 cos ) 2 1 cos
u u ud u C
u u u
− + + += = +− + −∫
Từ
2 2
22
32 2 2
3 2 21 13 3 3 1 1 1os 1 cos ln ln .
sin 2 23 2 21 1
1
t x xt t xt c u t I C C
u t t t x x
t x
− − −+ +− −= ⇒ = − ⇔ = → = + = +− − −− −
−
Chú ý: Tổng hợp các kết quả ta thu một số kết quả quan trọng sau:
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 17
� 2 2
1arc tan .
dx xC
x a a a = + +
∫
� 2 2
1ln .
2
dx x aC
x a a x a
+= +− −∫
� 2 2
1ln .
2
dx x aC
a x a x a
−= +− +∫
� 2
2ln .
dxx x a C
x a= + ± +
±∫
BÀI TẬP LUYỆN TẬP:
1) 2
1 2 4
x dxI
x=
+∫ 2) 2
2 2
1 xI dx
x
−= ∫ 9) 2
3 24
x dxI
x=
−∫
4) 4 2
1
3 2I dx
x x=
−∫ 5) 25 2 1I x dx= +∫ 6) 6 22 5
dxI
x=
−∫
DẠNG 2: ĐỔI BIẾN SỐ HÀM VÔ TỶ
Phương pháp giải:
Nếu hàm f(x) có chứa ( )n g x thì đặt 1( ) ( ) . '( )n nnt g x t g x n t g x dx−= ⇔ = → =
Khi đó, ( ) ( )I f x dx h t dt= =∫ ∫ , việc tính nguyên hàm ( )h t dt∫ đơn giản hơn so với việc tính ( ) .f x dx∫
Ví dụ 1. Tìm nguyên hàm của các hàm số sau:
a) 14 1
xdxI
x=
+∫ b) 3 22 2I x x dx= +∫ c)
2
31
x dxI
x=
−∫
Hướng dẫn giải:
a) Đặt
2
2 221
12 4 . 14 24 1 4 1 ( 1)1 84 14
t tdttdt dxxdx
t x t x I t dtt txx
−== + ⇔ = + → → = = = − − +=
∫ ∫ ∫
33 (4 1)1 14 1 .
8 3 8 3
xtt C x C
+ = − + = − + +
b) Đặt 2 2 2 2 2 3 2 22 2 2 2 2 . ( 2).t x t x x t xdx tdt x dx x xdx t tdt= + ⇔ = + → = − ⇔ = → = = −
Khi đó ( ) ( ) ( ) ( )5 32 25 3
2 3 2 4 22
2 2 22 . . 2 2 2.
5 3 5 3
x xt tI x x dx t t tdt t t dt C C
+ += + = − = − = − + = − +∫ ∫ ∫
c) Đặt ( )( )222
2 22 32 2
2 1 .1 1 1 2
1 1
dx tdt t tdtx dxt x t x x t I
tx t x
= − −= − ⇔ = − ⇔ = − → → = = −= − −
∫ ∫
( ) ( )5 35 322 4 2 (1 ) 2 (1 )2
2 1 2 2 1 2 2 15 3 5 3
x xt tt dt t t dt t C x C
− − = − − = − − + = − − + + = − − + − +
∫ ∫
Khi đó ( ) ( ) ( ) ( )5 32 25 3
2 3 2 4 22
2 2 22 . . 2 2 2. .
5 3 5 3
x xt tI x x dx t t tdt t t dt C C
+ += + = − = − = − + = − +∫ ∫ ∫
Ví dụ 2. Tìm nguyên hàm của các hàm số sau:
a) 4
ln
1 ln
xdxI
x x=
+∫ b) 2
5 3
ln
2 ln
xdxI
x x=
−∫ c) 6
ln 3 2lnx x dxI
x
+= ∫
Hướng dẫn giải:
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 18
a) Đặt ( )2 2
24
ln 1 1 .2ln1 ln 1 ln
1 ln2
x t t tdtx dxt x t x Idx x txtdt
x
= − −= + ⇔ = + → → = =+=
∫ ∫
( )3 33
24
(1 ln ) 2 (1 ln )2 1 2 2 1 ln 2 1 ln .
3 3 3
x xtt dt t C x C I x C
+ + = − = − + = − + + → = − + +
∫
b) Đặt
32 3 2 2
3352 3
ln 2ln (2 ) .3
2 ln 2 ln .2 ln3
x tx dx t t dt
t x t x Idx x txt dtx
= − −= − ⇔ = − → → = =−=
∫ ∫
( )8 58 5 3 3
7 4 2 23(2 ln ) 4 (2 ln )4
3 4 4 3 2 3 2 (2 ln )8 5 8 5
x xt tt t t dt t C x C
− − = − + = − + + = − + − +
∫
c) Đặt
2
2
3ln
23 2ln 3 2ln2
2
tx
t x t xdx
tdtx
−== + ⇔ = + → =
Từ đó ta có ( )2
4 26
ln 3 2ln 3 1ln 3 2ln . . . 3
2 2
x x dx dx tI x x t tdt t t dt
x x
+ −= = + = = −
∫ ∫ ∫ ∫
( ) ( ) ( ) ( )5 3 5 35 5 33
6
3 2ln 3 2ln 3 2ln 3 2ln1.
2 5 10 2 10 2 10 2
x x x xt t tt C C C I C
+ + + + = − + = − + = − + → = − +
Ví dụ 3. Tìm nguyên hàm của các hàm số sau:
a) 71x
dxI
e=
−∫ b)
( )2
8 31
x
x
e dxI
e=
+∫ c) 9 2 4
dxI
x x=
+∫ d) 10 4 1
dxI
x x=
+∫
Hướng dẫn giải:
a) Đặt
22
2
2
111 1 2
21
xx
x x
x
e te tt e t e tdt
dxe dx tdtt
= − = − = − ⇔ = − → ←→ == −
Khi đó 7 2 2
2 2 2 ( 1) ( 1)
( 1)( 1) ( 1)( 1) 1 1.( 1) 11x
dx tdt dt dt t t dt dtI dt
t t t t t tt t te
+ − −= = = = = = −− + − + − +− −−∫ ∫ ∫ ∫ ∫ ∫ ∫
7
1 1 1 1 1ln 1 ln 1 ln ln ln .
1 1 1 1 1
x x
x x
t e et t C C C I C
t e e
− − − − −= − − + + = + = + → = ++ − + − +
b) Đặt
( ) ( )( )22 2
28 33 3
1 .21 .1 1
2 1 1
x x x xx x
xx x
t tdte t e dx e e dxt e t e I
te dx tdt e e
− = −= + ⇔ = + → → = = == + +
∫ ∫ ∫
( )2 2
3 2 2
1 .2 1 1 12 2 2 2 1 .
1
x
x
t tdt t dtdt dt t C e C
tt t t e
− − = = = − = + + = + + + + ∫ ∫ ∫ ∫
c) Đặt
2 22 2
2 2 2
2 2
44
4 42 2
4
x tx t
t x t x dx xdx tdtxdx tdt
x x t
= − = − = + ⇔ = + → ←→ = = = −
Khi đó, 9 2 22 2
1 1 1 ( 2) ( 2) 1.
4 ( 2)( 2) 4 2 24 44 4
dx dx tdt dt t t dt dtI dt
x t t t t tt tx x x
+ − − = = = = = = − + − − +− − + +∫ ∫ ∫ ∫ ∫ ∫ ∫
( )2 2
92 2
1 1 2 1 4 2 1 4 2ln 2 ln 2 ln ln ln .
4 4 2 4 44 2 4 2
t x xt t C C C I C
t x x
− + − + −= − − + + = + = + → = ++ + + + +
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 19
d) Đặt
4 24 2
4 2 4 33
4 2
11
1 14 2
2( 1)
x tx t
t x t x dx x dx tdtx dx tdt
x x t
= − = − = + ⇔ = + → ←→
= == −
Khi đó, 10 2 24 4
1 1 1 1 ( 1) ( 1). .
2 4 ( 1)( 1)2( 1) 11 1
dx dx tdt dt t tI dt
x t t tt tx x x
+ − −= = = = =+ −− −+ +∫ ∫ ∫ ∫ ∫
( )4
4
1 1 1 1 1 1 1ln 1 ln 1 ln ln .
4 1 1 4 4 1 4 1 1
dt dt t xt t C C C
t t t x
− + − = − = − − + + = + = + − + + + +∫ ∫
Ví dụ 4. Tìm nguyên hàm của các hàm số sau:
a) 111 2 5
dxI
x=
+ −∫ b) 12 21 2
xdxI
x=
− +∫
c) 3
13 3 24
x dxI
x=
+∫ d) 2
14
1 4ln lnx xI dx
x
+= ∫
Hướng dẫn giải:
a) Đặt 2 22 5 2 5 2 5
5= − ⇔ = − ⇔ = − → = − tdt
t x t x tdt dx dx
Khi đó, ( )11
2 2 1 1 2 1 21 ln 1
5 1 5 1 5 1 51 2 5
dx t dt tI dt dt t t C
t t tx
+ − = = − = − = − − = − − + + + + ++ − ∫ ∫ ∫ ∫
( )11
22 5 ln 2 5 1 .
5I x x C→ = − − − − + +
b) Đặt 2 2 22 2 2 2t x t x tdt xdx xdx tdt= + ⇔ = + ⇔ = → =
Khi đó, 12 2
1 (1 ) 1 (1 )1 ln 1
1 1 1 11 2
xdx t dt t d tI dt dt dt t t C
t t t tx
− − − = = = = − = − − = − − − + − − − − − +∫ ∫ ∫ ∫ ∫ ∫
2 212 ln 1 2 2 .I x x C→ = − − + − + +
c) Đặt ( )2 3
2 33 2 3 2 3 3 22
2
44 3
4 4 43 23 22
x tx t
t x t x x dx t t dtt dtt dt xdx xdx
= − = − = + ⇔ = + → ←→ → = − = =
( ) ( ) ( ) ( )5 22 23 2 3 33 54 2
13 3 2
3 4 3 443 3 34 2 .
2 2 2 5 10 44
x xt t dtx dx tI t t dt t C C
tx
+ +− → = = = − = − + = − +
+ ∫ ∫ ∫
d) Đặt 2 2 2 ln1 4ln 1 4ln 2 4.2ln .
4
dx xdx tdtt x t x tdt x
x x= + ⇔ = + ←→ = → =
( )3232 2
14
1 4lnln 11 4ln . .
4 4 12 12
xxdx tdt tI x t t dt C C
x
+→ = + = = = + = +∫ ∫ ∫
BÀI TẬP LUYỆN TẬP:
1) 11 1 3
dxI
x=
+ +∫ 2) 3
2 3 21
x dxI
x=
+∫ 3) 3
1 3ln lnx xI dx
x
+= ∫
4) 3 24 1I x x dx= −∫ 5) 5 3 1
dxI
x x=
+∫ 6) 62 1
xdxI
x=
+∫
7) 37 4I x x dx= +∫ 8) 8
1xI dx
x
+= ∫ 9) 91 1
xdxI
x=
+ −∫
10) 210 3 2I x x dx= −∫ 11) 11
4 3
1
xI dx
x
−=+∫ 12)
2
121 1
x
x
e dxI
e=
+ −∫
DẠNG 3: ĐỔI BIẾN SỐ HÀM ĐA THỨC BẬC CAO
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 20
Phương pháp giải:
Nếu hàm f(x) có chứa ( )nax b+ thì đặt dt adx
t ax b t bx
a
== + → − =
Ví dụ. Tìm nguyên hàm của các hàm số sau:
a) ( )191 3 1I x x dx= +∫ b) 2 99
2 (2 )I x x dx= −∫ c) 2
3 2010
2
( 1)
xI dx
x
+=+∫
Hướng dẫn giải:
a) Đặt ( ) ( )21 20
19 19 20 191
31
3 1 3 1 . .313 21 20
3
dt dxt t t
t x I x x dx t dt t t dt Ctx
= −= + → → = + = = − = − +− =∫ ∫ ∫
( ) ( )21 20
1
3 1 3 1.
21 20
x xI C
+ +→ = − +
b) Đặt ( ) ( ) ( )99 22 99 99 100 10122 2 2 . 4 4
2
dt dxt x I x x dx t t dt t t t dt
x t
= −= − → → = − = − − = − − + = −
∫ ∫ ∫
( ) ( ) ( )100 101 102100 101 102 100 101 102 2 4 2 244. 4. .
100 101 102 25 101 102 25 101 102
x x xt t t t t tC C C
− − −= − − + + = + − + = + − +
Vậy ( ) ( ) ( )100 101 102
2
2 4 2 2.
25 101 102
x x xI C
− − −= + − +
c) Đặt ( )2 2
3 2010 2010 2008 2009 2010
1 2 2 3 1 2 31
1
tdt dx t tt x I dt dt dt
x t t t t t t
− += − + = + → → = = = − + = − ∫ ∫ ∫
( ) ( ) ( )2007 2008 2009 2007 2008 2009
1 1 3 1 1 3.
2007 1004 2009 2007 1 1004 1 2009 1C C
t t t x x x= − + − + = − + − +
+ + +
( ) ( ) ( )3 2007 2008 2009
1 1 3.
2007 1 1004 1 2009 1I C
x x x→ = − + − +
+ + +
BÀI TẬP LUYỆN TẬP:
1) 201 (1 )I x x dx= −∫ 2) 9
2 (3 1)I x x dx= +∫ 3) 43 (2 1)( 3)I x x dx= + +∫
4) ( )2
4 6
2 2
2 1
x xI dx
x
+ +=−∫ 5) ( )( )102
5 3 5 2 3 dxI x x x= + − −∫ 6) ( ) ( )2 216 1 2 dxI x x= − +∫
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 21
CƠ SỞ PHƯƠNG PHÁP:
Công thức nguyên hàm từng phần ( ). ( )I P x Q x dx udv uv vdu= = = −∫ ∫ ∫
Độ ưu tiên khi lựa chọn đặt u: Hàm logarith, lnx → hàm đa thức → hàm lượng giác = hàm mũ.
� Nếu I có chứa [ ]ln ( )n g x thì đặt [ ] [ ]( )ln ( ) ln ( ) 'n nu g x du g x= → =
� Nếu I có chứa hàm đa thức (không chứa hàm loga) thì đặt u = P(x) � Nếu I có chứa cả hàm lượng giác và hàm mũ thì ta có thể đặt tùy ý, tuy nhiên qua trình tính sẽ gồm các vòng lặp. Để việc tính toán đúng thì trong mỗi vòng lặp, các thao tác đặt u phải cùng dạng hàm với nhau. ����Chú ý: Với các bài toán tìm nguyên hàm từng phần, chúng ta có thể sử dụng cách giải truyền thống (đặt u, tìm v) hoặc
cách giải nhanh(chuyển nguyên hàm cần tính về dạng udv∫ ) mà không cần đặt u, v. Tuy nhiên cách giải nhanh
chỉ có thể dùng được khi học sinh phải rất thành thạo vi phân. Ví dụ 1. Tìm nguyên hàm của các hàm số sau:
a) 1 sinI x xdx= ∫ b) 32
xI xe dx= ∫ c) 23 cosI x xdx= ∫ d) 4 lnI x xdx= ∫
Hướng dẫn giải:
a) 1 sinI x xdx= ∫
���� Cách 1: Đặt sin cos
u x du dx
xdx dv v x
= = ←→ = = −
1 sin cos cos cos sin .I x xdx x x xdx x x x C→ = = − + = − + +∫ ∫
���� Cách 2: 1 sin (cos ) cos cos cos sinI x xdx xd x x x xdx x x x C = = − = − − = − + + ∫ ∫ ∫
----------------------------------------------------
b) 32
xI xe dx= ∫
���� Cách 1: Đặt 33 1
3xx
du dxu x
v ee dx dv
== ←→ ==
3 3 3 3 3 3 32
1 1 1 1 1 1(3 )
3 3 3 9 3 9x x x x x x xI xe dx xe e dx xe e d x xe e C→ = = − = − = − +∫ ∫ ∫
���� Cách 2: ( )3 3 3 3 3 3 3 32
1 1 1 1 1 1(3 )
3 3 3 3 3 3x x x x x x x xI xe dx xd e xe e dx xe e d x xe e C
= = = − = − = − + ∫ ∫ ∫ ∫
------------------------------------------------------------
c) 23 cosI x xdx= ∫
���� Cách 1: Đặt 2 2
sincos
du xdxu x
v xx dx dv
== ←→ ==
Khi đó 2 2 23 cos sin 2 sin sin 2I x xdx x x x xdx x x J= = − = −∫ ∫
Xét sin .J x xdx= ∫ Đặt cos cos cos sinsin cos
u x du dxJ x x xdx x x x
x dx dv v x
= = ←→ → = − + = − + = = −
∫
( )23 sin 2 cos sin .I x x x x x C→ = − − + +
���� Cách 2: 2 2 2 2 23 cos (sin ) sin sin ( ) sin 2 sinI x xdx x d x x x xd x x x x xdx= = = − = −∫ ∫ ∫ ∫
2 2 2sin 2 (cos ) sin 2 cos 2 cos sin 2 cos 2sin .x x xd x x x x x xdx x x x x x C= + = + − = + − +∫ ∫
------------------------------------------------------------
04. PHƯƠNG PHÁP TỪNG PHẦN TÌM NGUYÊN HÀM
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 22
d) 4 lnI x xdx= ∫
���� Cách 1: Đặt 2 2 2 2
42
lnln ln . ln .
2 2 2 4
2
dxdu
u x x x dx x xxI x x dx x x C
x dx dv xxv
== ←→ → = = − = − + = =
∫ ∫
���� Cách 2: ( )2 2 2 2 2 2 2
4 ln ln ln ln ln ln .2 2 2 2 2 2 4
x x x x x dx x xI x xdx xd x d x x x C
x
= = = − = − = − +
∫ ∫ ∫ ∫
Ví dụ 2. Tìm nguyên hàm của các hàm số sau:
a) 25 lnI x xdx= ∫ b) ( )2
6 ln 1I x x dx= +∫
c) ( )27 ln 1I x x dx= + +∫ d) 8 sinxI e xdx= ∫
Hướng dẫn giải:
a) 25 lnI x xdx= ∫
���� Cách 1: Đặt 3 3 3 3
252 3
lnln ln . ln .
3 3 3 9
3
dxdu
u x x x dx x xxI x x dx x x C
xx dx dv xv
== ←→ → = = − = − + = =
∫ ∫
���� Cách 2: ( )3 3 3 3 3 3 3
25 ln ln ln ln ln ln .
3 3 3 3 3 3 9
x x x x x dx x xI x xdx xd x d x x x C
x
= = = − = − = − +
∫ ∫ ∫ ∫
------------------------------------------------------------
b) ( )26 ln 1I x x dx= +∫
Ta có ( ) ( ) ( ) ( )( )2 2 2
2 2 2 26 ln 1 ln 1 ln 1 ln 1
2 2 2
x x xI x x dx x d x d x
= + = + = + − +
∫ ∫ ∫
( ) ( ) ( ) ( ) ( )2 2 2 2 2
2 2 22ln 1ln 1 . ln 1 ln 1 ln 1
2 2 1 2 1 2
xx x x x xx dx x x dx x J
x x
+= + − = + − + = + −
+ +∫ ∫
Xét ( ) ( ) ( )2 2 1 1 1
ln 1 ln 1 1 ln 11 1 1
x xJ x dx x dx x x dx
x x x
− + = + = + = − + + = + + + ∫ ∫ ∫
( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )( )2
1 ln 1 ln 1 ln 1 ln 1 ln 11 2
dx xx x dx x x d x x d x
x
= − + + + = + − + + + = + ∫ ∫ ∫ ∫
( ) ( )( ) ( ) ( ) ( )2 22 2 2 2ln 1 ln 11 2ln 1 ln 1 ln 1
2 2 2 2 2 1 2
x xx x x x xx x x d x x x dx
x
+ +−= − + − − + + = − + − + + ∫ ∫
Xét 2 22 3
3 3 3ln 11 1 2
x x xK dx x dx x x
x x
− = = − + = − + + + + ∫ ∫
( ) ( )22 2 ln 11ln 1 3 3ln 1 .
2 2 2 2
xx xJ x x x x C
+→ = − + − − + + + +
Từ đó ta được ( ) ( ) ( )2 2 22 2
6
ln 1 ln 11ln 1 3 3ln 1 .
2 2 2 2 2
x x xx xI x x x x C
+ += − − + + − + + − +
------------------------------------------------------------
c) ( )27 ln 1I x x dx= + +∫
Ta có
( ) ( ) ( ) ( ) 22 2 2 2
7 2
11ln 1 ln 1 ln 1 ln 11
x
xI x x dx x x x xd x x x x x xdxx x
++ = + + = + + − + + = + + −
+ +∫ ∫ ∫
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 23
( ) ( ) ( ) ( )2
2 2 2 2
2 2
11ln 1 ln 1 ln 1 1 .
21 1
d xxdxx x x x x x x x x x C
x x
+= + + − = + + − = + + − + +
+ +∫ ∫
Vậy ( )2 27 ln 1 1 .I x x x x C= + + − + +
------------------------------------------------------------
d) 8 sinxI e xdx= ∫
Ta có ( ) ( ) ( )8 sin sin sin sin sin cos sin cosx x x x x x x xI e xdx xd e e x e d x e x e xdx e x xd e= = = − = − = −∫ ∫ ∫ ∫ ∫
( ) ( )sin cos sin cos cos sin cos sinx x x x x x x xe x xd e e x e x e d x e x e x e xdx = − = − − = − + ∫ ∫ ∫
8 8 8
sin cossin cos sin cos .
2
x xx x x x e x e x
e x e x I e x e x I I C−
= − + = − − → = +
Nhận xét: Trong nguyên hàm I8 chúng ta thấy rất rõ là việc tính nguyên hàm gồm hai vòng lặp, trong mỗi vòng ta đều nhất quán đặt u là hàm lượng giác (sinx hoặc cosx) và việc tính toán không thể tính trực tiếp được.
BÀI TẬP LUYỆN TẬP:
1) 1
1lnI x xdx
x = + ∫ 2) 2
2 ln(3 )I x x dx= +∫ 3) 23 ( 2 )sinI x x xdx= +∫
4) ( )24 lnI x x dx= +∫ 5) 2
5 ln( 1)I x x dx= +∫ 6) 26 tanI x xdx= ∫
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 24
Xét nguyên hàm của hàm phân thức hữu tỉ ( )
( )
P xI dx
Q x= ∫
Nguyên tắc giải: Khi bậc của tử số P(x) lớn hơn Q(x) thì ta phải chia đa thức để quy về nguyên hàm có bậc của tử số nhỏ hơn mẫu số.
I. MẪU SỐ LÀ BẬC NHẤT
Khi đó Q(x) = ax + b. � Nếu bậc của P(x) lớn hơn thì ta chia đa thức,
� Khi P(x) là hằng số (bậc bằng 0) thì ta có ( ) (ax )
ln ax .( ) ax ax
P x k k d b kI dx dx b C
Q x b a b a
+= = = = + ++ +∫ ∫ ∫
Ví dụ 1. Tìm nguyên hàm của các hàm số sau:
a) 1
4
2 1I dx
x=
−∫ b) 2
1
1
xI dx
x
+=−∫ c) 3
2 1
3 4
xI dx
x
+=−∫ d)
2
4
4
3
x xI
x
+ +=+∫
Hướng dẫn giải:
a) Ta có 1
4 4 (2 1)2ln 2 1 .
2 1 2 2 1
d xI dx x C
x x
−= = = − +− −∫ ∫
b) 2
1 1 2 21 2 2ln 1 .
1 1 1 1
x x dxI dx dx dx dx x x C
x x x x
+ − + = = = + = + = + − + − − − − ∫ ∫ ∫ ∫ ∫
c) ( )
( )( )
3
1 53 4 3 42 1 1 5 1 5 1 52 2
3 4 3 4 2 2 3 4 2 2 3 4 2 8 3 4
x d xx dxI dx dx dx x x
x x x x x
− − + −+= = = − + = − + = − − − − − − − ∫ ∫ ∫ ∫ ∫
3
1 5 1 5ln 3 4 ln 3 4 .
2 8 2 8x x C I x x C= − − − + → = − − − +
d) ( ) ( )2 2
4
34 102 2 10 2 10ln 3 .
3 3 3 2
d xx x xI x dx x dx x x C
x x x
++ + = = − + = − + = − + + + + + + ∫ ∫ ∫ ∫
Ví dụ 2. Tìm nguyên hàm của các hàm số sau:
a) 3
5
7
2 5
x xI dx
x
− +=+∫ b)
3 2
6
3 3 2
1
x x xI dx
x
+ + +=−∫ c)
4 2
7
4 3 2
2 1
x x xI dx
x
+ + +=+∫
Hướng dẫn giải:
a) Chia tử số cho mẫu số ta được 3
2
497 1 5 21 8
2 5 2 4 8 2 5
x xx x
x x
− + = − + −+ +
Khi đó 3
2 25
497 1 5 21 1 5 21 498
2 5 2 4 8 2 5 2 4 8 8 2 5
x x dxI dx x x dx x x dx
x x x
− + = = − + − = − + − + + +
∫ ∫ ∫ ∫
( )3 2 3 22 51 5 21 49 5 21 49. . ln 2 5 .
2 3 4 2 8 16 2 5 6 8 8 16
d xx x x x xx x C
x
+= − + − = − + − + +
+∫
b) Ta có 3 2
2 3 26
3 3 2 93 6 7 3 7 9ln 1 .
1 1
x x xI dx x x dx x x x x C
x x
+ + + = = + + + = + + + − + − − ∫ ∫
c) Chia tử số cho mẫu số ta được 4 2
3 2
54 3 2 1 22 2
2 1 2 2 1
x x xx x x
x x
+ + + = − + − ++ +
Khi đó 4 2
3 2 3 27
54 3 2 1 1 522 2 2 2
2 1 2 2 1 2 2 2 1
x x x dxI dx x x x dx x x x dx
x x x
+ + + = = − + − + = − + − + + + +
∫ ∫ ∫ ∫
05. NGUYÊN HÀM CỦA HÀM PHÂN THỨC HỮU TỈ
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 25
( )4 3 4 32 22 11 5 1 5
2. ln 2 1 .4 3 2 4 2 1 2 3 2 4
d xx x x xx x x x x C
x
+= − + − + = − + − + + +
+∫
BÀI TẬP LUYỆN TẬP:
1) 1
2 1
3
xI dx
x
−=+∫ 2)
2
2
3 1
1
x xI dx
x
+ −=+∫ 3)
3 2
3
3 3 2
1
x x xI dx
x
+ + +=−∫
4) 3
4
7
2 5
x xI dx
x
− +=+∫ 5) 5
1
4 3
xI dx
x
+=−∫ 4)
4 2
6
5 3
3 1
x x xI dx
x
− +=+∫
II. MẪU SỐ LÀ TAM THỨC BẬC HAI
Khi đó Q(x) = ax2 + bx + c. Ta có ba khả năng xảy ra với Q(x).
TH1: Q(x) = 0 có 2 nghiệm phân biệt x1 và x2
� Nếu P(x) là hằng số thì ta sử dụng thuật phân tích tử số có chứa nghiệm của mẫu số. � Nếu P(x) bậc nhất thì ta có phân tích
( )( ) ( )( )1 21 2 1 2
( ) ( ) 1( )
( )
P x P x A BQ x a x x x x
Q x a x x x x a x x x x
= − − → = = + − − − −
Đồng nhất hệ số ở hai vế ta được A, B. Từ đó, quy về bài toán nguyên hàm có mẫu số là hàm bậc nhất đã xét ở trên. � Nếu P(x) có bậc lớn hơn hoặc bằng 2 thì ta chia đa thức, quy bài toán về hai trường hợp có bậc của P(x) như trên để giải. Chú ý: � Việc phân tích đa thức thành nhân tử với các phương trình bậc hai có hệ số a khác 1 phải theo quy tắc
( )( )21 2ax bx c a x x x x+ + = − −
Ví dụ: 2
( 1)(3 1) : '.
3 4 1 1( 1) : .
3
x x dung
x xx x sai
− −− + = − −
� Khi tử số là bậc nhất thì ngoài cách đồng nhất ở trên, ta có thể phân tích tử số có chứa đạo hàm của mẫu, rồi tách thành 2 nguyên hàm (xem các ví dụ dưới đây). Ví dụ 1. Tìm nguyên hàm của các hàm số sau:
a) 1 2 2 3
dxI dx
x x=
− −∫ b) 2 2
2
3 4 1
dxI
x x=
− + −∫
c) 3 2
2 3
3 4
xI dx
x x
+=− −∫ d) 4 2
3 4
5 6 1
xI dx
x x
+=+ +∫
Hướng dẫn giải:
a) 1 2
1 ( 1) ( 3) 1 1 3ln .
( 1)( 3) 4 ( 1)( 3) 4 3 1 4 12 3
dx dx x x dx dx xI dx dx C
x x x x x x xx x
+ − − − = = = = − = + + − + − − + +− − ∫ ∫ ∫ ∫ ∫
b) 2 2 2
2 2 (3 1) 3( 1)2 2
3 4 1 3 4 1 ( 1)(3 1) 4 ( 1)(3 1)
dx dx dx x xI dx
x x x x x x x x
− − − −= = − = − =− + − − + − − − −∫ ∫ ∫ ∫
1 1 1 (3 1) 1 1 1 3 13 ln 1 ln 1 ln 3 1 ln .
2 1 3 1 2 2 3 1 2 2 2 1
dx dx d x xx x x C C
x x x x
− − = − − = − − + = − − + − + = + − − − − ∫ ∫ ∫
c) 3 2
2 3
3 4
xI dx
x x
+=− −∫
� Cách 1:
Nhận thấy mẫu số có hai nghiệm x = –1 và x = 4, khi đó ( )( )2
2 3 2 3
1 4 1 43 4
x x A B
x x x xx x
+ += = ++ − + −− −
Đồng nhất ta được ( ) ( )1
2 52 3 4 13 4 11
5
AA B
x A x B xA B
B
= −= + + ≡ − + + → ←→ = − + =
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 26
Từ đó 3 2
1 112 3 1 11 1 115 5 ln 1 ln 4 .
1 4 5 1 5 4 5 53 4
x dx dxI dx dx x x C
x x x xx x
− += = + = − + = − + + − + + − + −− −
∫ ∫ ∫ ∫
Vậy 3
1 11ln 1 ln 4 .
5 5I x x C= − + + − +
� Cách 2: Do mẫu số có đạo hàm là 2x – 3 nên ta sẽ phân tích tử số có chứa đạo hàm của mẫu như sau:
( )2
3 2 2 2 2 2
3 42 3 2 3 6 (2 3)6 6
( 1)( 4)3 4 3 4 3 4 3 4 3 4
d x xx x x dx dx dxI dx dx
x xx x x x x x x x x x
− −+ − + −= = = + = ++ −− − − − − − − − − −∫ ∫ ∫ ∫ ∫ ∫
2 2 26 ( 1) ( 4) 6 6 4ln 3 4 ln 3 4 ln 3 4 ln .
5 ( 1)( 4) 5 4 1 5 1
x x dx dx xx x dx x x x x C
x x x x x
+ − − − = − − + = − − + − = − − + + + − − + + ∫ ∫ ∫
Nhận xét: Nhìn hai cách giải, thoạt nhìn chúng ta lầm tưởng là bài toán ra hai đáp số. Nhưng, chỉ bằng một vài phép biến đổi logarith đơn giản ta có ngay cùng kết quả. Thật vậy, theo cách 2 ta có:
2 6 4 6 6 1 11ln 3 4 ln ln 4 ln 1 ln 4 ln 1 ln 1 ln 4 .
5 1 5 5 5 5
xx x x x x x C x x
x
−− − + = − + + + − − + + = − + + −+
Rõ ràng, chúng ta thấy ngay ưu điểm của cách 2 là không phải đồng nhất, và cũng không cần dùng đến giấy nháp ta có thể giải quyết nhanh gọn bài toán, và đó là điều mà tôi mong muốn các bạn thực hiện được!
d) 4 2
3 4 3 4
5 6 1 ( 1)(5 1)
x xI dx dx
x x x x
+ += =+ + + +∫ ∫
� Cách 1:
Ta có
13 53 4 43 4 (5 1) ( 1)4 17( 1)(5 1) 1 5 1
4
AA Bx A B
x A x B xA Bx x x x
B
= −= ++ = + → + ≡ + + + ←→ → = ++ + + + =
Từ đó 4
3 4 1 17 1 17
( 1)(5 6) 4( 1) 4(5 1) 4 1 4 5 1
x dx dxI dx dx
x x x x x x
+= = − + = − + + + + + + + ∫ ∫ ∫ ∫
4
1 17ln 1 ln 5 1 .
4 20I x x C→ = − + + + +
� Cách 2: Do mẫu số có đạo hàm là 10x + 6 nên ta sẽ phân tích tử số có chứa đạo hàm của mẫu như sau:
( ) ( )4 2 2 2 2
3 2210 6 10 63 4 3 2210 10
5 6 1 5 6 1 10 5 6 1 10 5 6 1
x xx dxI dx dx dx
x x x x x x x x
+ + ++= = = ++ + + + + + + +∫ ∫ ∫ ∫
( )2
22
5 6 13 22 3 22 (5 1) 5( 1)ln 5 6 1
10 5 6 1 10 (5 1)( 1) 10 40 (5 1)( 1)
d x x dx x xx x dx
x x x x x x
+ + + − += + = + + −+ + + + + +∫ ∫ ∫
2 23 22 5 3 11 1ln 5 6 1 ln 5 6 1 ln .
10 40 1 5 1 10 20 5 1
dx dx xx x x x C
x x x
+ = + + − − = + + − + + + + ∫ ∫
Ví dụ 2. Tìm nguyên hàm của các hàm số sau:
a) 3
5 2
4 2 1
1
x xI dx
x
+ −=−∫ b) 6 2
5
3 2
xI dx
x x
−=− −∫
Hướng dẫn giải:
a) Do tử số có bậc lớn hơn mẫu nên chia đa thức ta được 3
5 2 2
4 2 1 6 14
1 1
x x xI dx x dx
x x
+ − − = = + − − ∫ ∫
Ta có 2
766 1 6 1 26 1 ( 1) ( 1)
1 51 ( 1)( 1) 1 1
2
AA Bx x A B
x A x B xA Bx x x x x
B
== +− − = = + → − ≡ − + + ⇔ ⇔ − = − +− − + + − =
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 27
( ) ( )2
5
7 5 7 54 2 ln 1 ln 1 .
2 1 2 1 2 2I x dx x x x C
x x
→ = + + = + + + − + + −
∫
b) Ta có 2 2
5 5 55 ( 3) ( 1)
3 2 2 3 ( 1)( 3) 1 3
x x x A Bx A x B x
x x x x x x x x
− − −= = = + → − ≡ + + −− − + − − + − +
6 2
1 1 5 1 22
5 3 2 1 3 1 33 2
A B A x dx dxI dx dx
A B B x x x xx x
= + = − − − → ⇔ → = = + = − + − = − = − + − +− − ∫ ∫ ∫ ∫
( ) ( )2 2
6
3 3ln 1 2ln 3 ln ln .
1 1
x xx x C C I C
x x
− −= − − + + + = + → = +
− −
TH2: Q(x) = 0 có nghiệm kép
Khi đó Q(x) được biểu diễn dưới dạng ( )( )
2
2
( )( ) ax
ax
P xQ x b I dx
b= + → =
+∫
� Nếu P(x) là hằng số thì ta sử dụng các biến đổi sau ( )
2
1ax
1
dx d ba
duC
uu
= + = − +∫
� Nếu ( )
( )( ) ( )2 2 2
( )axax ax ax
m bmax b nmx n m dx bm dxa aP x mx n I dx dx n
a b ab b b
+ + −+ = + → = = = + − + + + +∫ ∫ ∫ ∫
( ) ( )( )2 2 2 2
1ln ax .
ax axax
bmnd ax b d ax bm m na bma b C
b a ba a ab
−+ + − = + = + − + + + +∫ ∫
� Nếu P(x) có bậc lớn hơn hoặc bằng 2 thì ta chia đa thức, quy bài toán về hai trường hợp có bậc của P(x) như trên để giải. �Chú ý:
Ngoài cách giải đã nêu trên, dạng nguyên hàm này có cách giải tổng quát là đặt t b
xt ax b a
dt adx
− == + → =
Ví dụ 1. Tìm nguyên hàm của các hàm số sau:
a) 1 2
2
2 1
dxI
x x=
− +∫ b) 2 26 9 1
dxI
x x=
+ +∫ c) 3 225 10 1
dxI
x x=
− +∫
Hướng dẫn giải:
a) 1 12 2 2
2 ( 1) 2 22 2 .
1 12 1 ( 1) ( 1)
dx dx d xI C I C
x xx x x x
−= = = = − + → = − +− −− + − −∫ ∫ ∫
b) 2 22 2 2
1 (3 1) 1 1.
6 9 1 (3 1) 3 (3 1) 3(3 1) 3(3 1)
dx dx d xI C I C
x x x x x x
+= = = = − + → = − ++ + + + + +∫ ∫ ∫
c) 3 32 2 2
1 (5 1) 1 1.
25 10 1 (5 1) 5 (5 1) 5(5 1) 5(5 1)
dx dx d xI C I C C
x x x x x x
−= = = = − + → = − + +− + − − − −∫ ∫ ∫
Ví dụ 2. Tìm nguyên hàm của các hàm số sau:
a) 4 2
2 1
4 4 1
xI dx
x x
−=+ +∫ b)
2
5 2
4 3
4 12 9
xI dx
x x
−=+ +∫ c) 6 2
1 5
9 24 16
xI dx
x x
−=− +∫
Hướng dẫn giải:
a) ( )4 2 2
2 1 2 1
4 4 1 2 1
x xI dx dx
x x x
− −= =+ + +∫ ∫
� Cách 1:
Đặt ( )4 2 2 2
2 1 2 1 2 1 2 1 12 1 ln
2 2 2 22 1
x t x t dt dt dtt x I dx t C
dt dx t tt tx
= − − − = + → → = = = − = + + = +∫ ∫ ∫ ∫
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 28
4
1 1ln 2 1 .
2 2 1I x C
x→ = + + +
+
� Cách 2:
( ) ( )( )
( ) ( )( )
2
4 2 2 2 2 2 2
18 4 2 4 4 18 4 2 12 1 1 14 2
4 44 4 1 4 4 1 4 4 1 4 4 12 1 2 1
x d x xx d xx dxI dx dx dx
x x x x x x x xx x
+ − + ++ +−= = = − = −+ + + + + + + ++ +∫ ∫ ∫ ∫ ∫ ∫
( ) ( )( )
2
22 2
4 4 1 2 11 1 1 1 1ln 4 4 1 ln 2 1 .
4 4 2 1 2 2 14 4 1 2 1
d x x d xx x C x C
x xx x x
+ + += − = + + + + = + + +
+ ++ + +∫ ∫
b) ( )
( )( )
2
5 2 22 2
2 34 3 12 12 61 12 6 .
4 12 9 4 12 9 2 32 3 2 3
d xx x dxI dx dx dx x x C
x x x x xx x
+− + = = − = − = − = + + + + + + + + +∫ ∫ ∫ ∫ ∫
c) ( )6 2 2
1 5 1 5
9 24 16 3 4
x xI dx dx
x x x
− −= =− + −∫ ∫
� Cách 1:
Đặt ( )6 2 2 2
5( 4)4 11 5 1 5 1733 4 33 93 43
ttx x dt t
t x I dx dtt txdt dx
++ −= − += − → → = = = −− =
∫ ∫ ∫
6
1 17 1 17 5 175ln 5ln 3 4 ln 3 4 .
9 9 3 4 9 9(3 4)t C I x C x C
t x x = − − + → = − − − + = − − + + − −
� Cách 2:
( )( )( ) ( )
( ) ( )( )6 2 2 2 2
5 173 4 3 4 3 41 5 5 17 5 173 3
3 3 4 3 9 3 4 93 4 3 4 3 4 3 4
x d x d xx dx dxI dx dx
x xx x x x
− − − − −−= = = − − = − −− −− − − −∫ ∫ ∫ ∫ ∫ ∫
( )6
5 17 1 5 17ln 3 4 . ln 3 4 .
9 9 3 4 9 9 3 4x C I x C
x x= − − + + → = − − + +
− −
TH3: Q(x) = 0 vô nghiệm
Khi đó, Q(x) được biểu diễn dưới dạng ( )2 2
22 24( ) ax x
2 4
b ac bQ x b c a mx n k
a a
− = + + = + + ≡ + +
� Nếu P(x) là hằng số thì ta sử dụng các biến đổi sau ( )
2 2
1ax
1arc tan
dx d ba
du uC
a au a
= +
= + + ∫
� Nếu P(x) = αx + β thì ta có phân tích sau:
( ) ( )2 2 2 2
α α2 β 2α β α α2 2 β
2 2ax ax ax ax
bax b ax b dxx b dxa aI dx dx dx
a abx c bx c bx c bx c
+ + − ++ = = = + − + + + + + + + + ∫ ∫ ∫ ∫
( )2
22 2 22 2
2
αβα α α 2β ln
2 2 24 42 4 2 4
bd ax bx c b dx dxadx ax bx c
a a a aax bx c b ac b b ac ba x x
a a a a
−+ + = + − = + + + + + − − + + + +
∫ ∫ ∫
2 22 2 2 2
2
αα 2 ββα α 22 22ln ln arctan .2 24 4 4
2 4
b bb d xax ba aaax bx c ax bx c C
a a ab ac b ac b ac bxa a
+ −− + = + + + = + + + +− − −+ +
∫
� Nếu P(x) có bậc lớn hơn hoặc bằng 2 thì ta chia đa thức, quy bài toán về hai trường hợp có bậc của P(x) như trên để giải. Nhận xét:
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 29
Nhìn vào biểu thức của bài toán tổng quát trên có thể ban đầu làm cho các bạn phát hoảng, nhưng đừng quá bận tâm đến nó, bạn chỉ cần nắm được ý tưởng thực hiện của nó là phân tích tử số có chứa đạo hàm của mẫu số, rồi tách thành hai bài toán nhỏ hơn đều thuộc dạng đơn giản đã học. Ví dụ 1. Tìm nguyên hàm của các hàm số sau:
a) 1 2 2 3
dxI
x x=
+ +∫ b) 2 24 4 2
dxI
x x=
+ +∫ c) 3 29 24 20
dxI
x x=
+ +∫
Hướng dẫn giải:
a) ( )
( )( ) ( )1 2 2 22
1 1 1arctan .
2 3 2 21 2 1 2
d xdx dx xI C
x x x x
+ + = = = = + + + + + + +∫ ∫ ∫
b) ( )
( )( )
( )2 2 22 2
2 11 1arctan 2 1 .
4 4 2 2 22 1 1 2 1 1
d xdx dxI x C
x x x x
+= = = = + +
+ + + + + +∫ ∫ ∫
c) ( )
( )( )3 2 2 2 2
3 4 1 3 4arctan .
2 29 24 20 3 4 4 3 4 2
d xdx dx xI C
x x x x
+ + = = = = + + + + + + +∫ ∫ ∫
Ví dụ 2. Tìm nguyên hàm của các hàm số sau:
a) 4 2
3 5
2 10
xI dx
x x
+=+ +∫ b) 5 2
4 1
6 9 4
xI dx
x x
−=+ +∫ c)
4
6 2
2
2 7
x xI dx
x x
−=+ +∫
Hướng dẫn giải:
a) ( ) ( )
4 2 2 2 2
3 174 1 4 13 5 3 174 4
4 42 10 2 10 2 10 2 10
x x dxx dxI dx dx
x x x x x x x x
+ + ++= = = ++ + + + + + + +∫ ∫ ∫ ∫
( ) ( )2
22 2
2
2 103 17 3 17ln 2 10
4 8 4 82 10 1 7952 4 16
d x x dx dxx x
xx x x x
+ += + = + + +
+ + + + + +
∫ ∫ ∫
( ) ( )2 222
13 17 3 17 4 4 14
ln 2 10 ln 2 10 . arctan .4 8 4 8 79 791 79
4 4
d xx
x x x x C
x
+ + = + + + = + + + + + +
∫
Vậy ( )24
3 17 4 1ln 2 10 arctan .
4 2 79 79
xI x x C
+= + + + +
b) ( ) ( )
5 2 2 2 2
112 9 4 12 94 1 13 4
6 9 4 6 9 4 3 6 9 4 6 9 4
x x dxx dxI dx dx dx
x x x x x x x x
+ − +−= = = −+ + + + + + + +∫ ∫ ∫ ∫
( )( )
( ) ( )( ) ( )
2
22 22 2
6 9 4 3 11 1 44 ln 6 9 4
3 6 9 4 3 33 1 3 3 1 3
d x x d xdxdx x x
x x x x
+ + += − = + + −
+ + + + + +∫ ∫ ∫
( ) ( )2 25
1 4 1 3 1 1 4 3 1ln 6 9 4 . arctan ln 6 9 4 arctan .
3 3 33 3 3 3 3
x xx x C I x x C
+ + = + + − + → = + + − +
c) 4 3
2 26 2 2 2
2 25 7 2 25 72 4 1 2
32 7 2 7 2 7
x x x x xI dx x x dx x x dx
x x x x x x
− − − = = − + + = − + + + + + + + + ∫ ∫ ∫
Đặt ( ) ( )
2 2 2 2
252 2 32 2 225 7 252 32
22 7 2 7 2 7 2 7
x x dxx dxJ dx dx dx
x x x x x x x x
+ − +−= = = −+ + + + + + + +∫ ∫ ∫ ∫
( )( )
( ) ( )( ) ( )
2
22 2 22
2 7 125 2532 ln 2 7 32
2 22 7 1 6 1 6
d x x d xdxdx x x
x x x x
+ + += − = + + −
+ + + + + +∫ ∫ ∫
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 30
( ) ( )3
2 2 26
25 32 1 2 25 32 1ln 2 7 arctan 2 ln 2 7 arctan .
2 3 26 6 6 6
x x xx x I x x x x C
+ ++ + − → = − + + + + − +
Tổng kết: Qua ba phần trình bày về hàm phân thức có mẫu số là bậc hai, chúng ta nhận thấy điểm mấu chốt giải quyết bài toán là xử lý mẫu số.
Nếu
( )( )
( )
( )
21 2 2
1 2
22 22 2 2
222
( ) 1ax
ax
( ) 1ax arctan
α αax α1
ax
P x A Bbx c a x x x x
a x x x xbx c
P x du ubx c mx n k C
bx c udu
bx c mx n Cuu
+ + = − − → = + − −+ +
+ + = + + → = ++ + +
+ + = + → = − +
∫
∫
BÀI TẬP LUYỆN TẬP:
� Phương trình bậc hai có 2 nghiệm phân biệt:
1) 1 2
2 1
3 2
xI dx
x x
−=+ +∫ 2) 2 2
3 4
5 6 1
xI dx
x x
+=+ +∫ 3)
2
3 2
3 1
2 3 1
xI dx
x x
+=+ +∫
4) 4 2
5 4
3 2
xI dx
x x
+=− −∫ 5) 5 2
5 3
2 1
xI dx
x x
+=− −∫ 6) 6 2
1 5
4 5 1
xI dx
x x
−=+ +∫
� Phương trình bậc hai có nghiệm kép:
7) 7 2
4 1
2 1
xI dx
x x
−=+ +∫ 8) 8 2
3 7
4 4 1
xI dx
x x
+=+ +∫ 9)
2
9 2
3 1
9 6 1
xI dx
x x
+=+ +∫
10) 2
10 2
4 3 1
4 4 1
x xI dx
x x
− +=− +∫ 11)
2
11 2
2 3 2
4 4
x xI dx
x x
+ +=− +∫ 12) 12 2
3 2
6 9
xI dx
x x
−=− +∫
� Phương trình bậc hai vô nghiệm:
13) 13 2
2 3
4 5
xI dx
x x
−=− +∫ 14) 14 2
3 1
2
xI dx
x x
+=+ +∫ 15) 15 22 1
dxI
x x=
− +∫
16) 16 2
2 1
4
xI dx
x x
−=− +∫ 17) 17 2
1
4 1
xI dx
x x
+=+ +∫ 18) 18 2
4 1
1
xI dx
x x
+=− +∫
III. MẪU SỐ LÀ ĐA THỨC BẬC BA
Khi đó Q(x) = ax3 + bx2 + cx + d. Ta có bốn khả năng xảy ra với Q(x).
TH1: Q(x) = 0 có 3 nghiệm phân biệt x1; x2; x3
Tương tự như trường hợp mẫu số là bậc hai có hai nghiệm phân biệt. Ta có cách giải truyền thống là phân tích và đồng nhất hệ số. Ngoài ra ta còn có thể sử dụng phương pháp biến đổi tử số chứa đạo hàm của mẫu (tùy thuộc vào biểu thức của tử số là bậc mấy)
Ta có ( )( )( )3 21 2 3
1 2 3
( )( ) ax
( )
P x A B CQ x bx cx d a x x x x x x
Q x x x x x x x= + + + = − − − → = + +
− − −
Đồng nhất hệ số hai vế ta được A, B, C. Bài toán quy về nguyên hàm có mẫu số là bậc nhất đã xét ở trên. �Chú ý: Để việc đồng nhất được, thì ta vẫn phải tuân thủ nguyên tắc là biến đổi sao cho bậc của tử số phải nhỏ hơn bậc của mẫu số. Ví dụ 1. Tìm nguyên hàm của các hàm số sau:
a) ( )( )1 22 9
dxI
x x=
− −∫ b) ( )2
2 2
6 2
1
x xI dx
x x
+ −=−∫ c) ( )
4 2
3 2
3 3 7
2
x x xI dx
x x x
− + −=+ −∫
Hướng dẫn giải:
a) ( )( ) ( )( )( )1 2 2 3 32 9
dx dxI
x x xx x= =
− + −− −∫ ∫
Ta có ( )( )( )21
1 ( 9) ( 2)( 3) ( 2)( 3)2 3 3 2 3 3
A B CA x B x x C x x
x x x x x x= + + → ≡ − + − − + − +
− + − − + −
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 31
1
501
0 530
1 9 6 61
6
AA B C
B C B
A B CC
= −= + +
⇔ = − + ⇔ = = − + − =
Nhận xét: Ngoài cách giải truyền thống trên, chúng ta có thể biến đổi cách khác như sau mà không mất nhiều thời gian cho việc tính toán, suy nghĩ:
( )( )( ) ( )( )( ) ( )( ) ( )( )1
1 ( 3) ( 3) 1 1
2 3 3 6 2 3 3 6 2 3 6 2 3
+ − −= = = −− + − − + − − − − +∫ ∫ ∫ ∫
dx x x dx dxI dx dx
x x x x x x x x x x
Đến đây, bài toán trở về các dạng biến đổi đơn giản đã xét đến!
b) ( ) ( )( )2 2
2 2
6 2 6 2
1 11
x x x xI dx dx
x x xx x
+ − + −= =+ −−∫ ∫
���� Cách 1: Ta có ( )( )2
2 26 26 2 ( 1) ( 1) ( 1)
1 1 1 1
x x A B Cx x A x Bx x Cx x
x x x x x x
+ − = + + → + − ≡ − + − + ++ − + −
2
2 3 563 2 3 52 21 2ln ln 1 ln 1 .2 1 1 2 2
2 5
2
AA B C
B C B I dx x x x Cx x x
AC
= = + + ⇔ = − + ⇔ = → = + + = + + + − + + − − = − =
∫
���� Cách 2: ( )( ) ( ) ( ) ( )2 22
2 3 3 3 32
2 3 1 1 1 3 1 16 22
1
x x x dx x dxx x dxI dx dx dx
x x x x x x x xx x
− + − + − −+ −= = = + + =− − − −−∫ ∫ ∫ ∫ ∫
( )3
33
2 2ln( 1) ( 1)( 1)
d x x dx dxdx x x J K
x x x x xx x
−= + + = − + +
+ − +−∫ ∫ ∫
Với ( 1) 1 1
ln ln 1 ln( 1) ( 1) 1 1
dx x x xJ dx dx x x
x x x x x x x
+ − = = = − = − + = + + + + ∫ ∫ ∫
( 1) ( 1) 1 ( 1) ( 1)
( 1)( 1) ( 1)( 1) ( 1) ( 1)( 1) ( 1) 2 ( 1)( 1)
dx x x dx dx x x x xK dx dx dx
x x x x x x x x x x x x x x
+ − − − + − −= = = − = − =− + − + − + − − + −∫ ∫ ∫ ∫ ∫ ∫
( 1) 1 ( 1) ( 1) 1 1 1 1 1 1 1 1ln ln
( 1) 2 ( 1)( 1) 1 2 1 1 2 1
x x x x x xdx dx dx dx
x x x x x x x x x x
− − + − − − − = − = − − − = − − + − − − + + ∫ ∫ ∫ ∫
Từ đó ta được 32
1 1 12ln ln ln ln .
1 2 1
x x xI x x C
x x x
− −= − + + − ++ +
Nhận xét: Cách phân tích như trên vẫn chưa thực sự tối ưu, các bạn hãy tìm lời giải khác thông minh hơn nhé!
c) ( ) ( )4 2 2 2
3 2 2
3 3 7 8 3 7 33 3 3
22 2
x x x x x xI dx x dx x J
x x x x x x
− + − − + = = − + = − + + − + −
∫ ∫
Với ( ) ( )( )2 2
2
8 3 7 8 3 7
1 22
x x x xJ dx dx
x x xx x x
− + − += =− ++ −∫ ∫
Ta có ( )( )2
28 3 78 3 7 ( 1)( 2) ( 2) ( 1)
1 2 1 2
x x A B Cx x A x x Bx x Cx x
x x x x x x
− + = + + → − + ≡ − + + + + −− + − +
77 158 2
4 7 152 23 2 4 ln 4ln 1 ln 2 .1 2 2 2
7 2 15
2
AA B C
A B C B J dx x x x Cx x x
AC
= − = + + − ⇔ − = + − ⇔ = → = + + = − + − + + + − + = − =
∫
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 32
Vậy 2
3
3 7 153 ln 4ln 1 ln 2 .
2 2 2
xI x x x x C= − − + − + + +
TH2: Q(x) = 0 có 2 nghiệm: một nghiệm đơn, một nghiệm kép
Khi đó ta có ( )( )23 21 2( ) axQ x bx cx d a x x x x= + + + = − −
Để đồng nhất được, ta phải phân tích theo quy tắc: ( )( ) ( )2 2
11 2 2
( ) ( )
( )
P x P x A Bx C
Q x x xa x x x x x x
+= = +−− − −
Đồng nhất hệ số hai vế ta được A, B, C. Bài toán trở về các dạng cơ bản đã xét đến. �Chú ý: Ngoài việc sử dụng đồng nhất, ta cũng có thể phân tích tử số theo đạo hàm của mẫu để giải. Ví dụ 2. Tìm nguyên hàm của các hàm số sau:
a) ( )1 2 2
dxI
x x=
+∫ b) ( ) ( )2 2
1
1 2 3
xI dx
x x
−=+ −∫ c)
( )2
3 2
2 4
2 1
x xI dx
x x
+ +=−∫
Hướng dẫn giải:
a) Xét ( )1 2 2
dxI
x x=
+∫
���� Cách 1: (Đồng nhất hai vế)
Ta có ( ) ( )( )2
2 2
1
401 1
1 Ax 2 0 22 42
1 2 1
2
AA B
A Bx CBx C x B C B
xx x xC
C
== +
+ = + → ≡ + + + ⇔ = + → = − ++ = =
Khi đó, ( )1 2 2 2
1 1 11 1 1 1 2 14 4 2 ln .
2 4 2 4 2 4 22
xdx dx dx dx xI dx C
x x x x xx x x x
− + += = + = − + = − + + ++
∫ ∫ ∫ ∫ ∫
���� Cách 2: (Sử dụng kĩ thuật phân tích nhảy tầng lầu ta được)
( )
( )( )
2 2
2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2
2 2
13 2 2 2 3 2 2
3 2
3 2
1 1 1 3 4 3 ( 2) 2 4 1 3 4 3 ( 2) 2 4.
4 42 2 2 2 2 2
1 3 4 3 2 1 3 4 3 1
4 4 4 22 2 2
21 3 1 1ln ln
4 4 2 42
x x x x x x x x x x
x x x x x x x x x x x x
x x dx x x dx dxI dx
x xx x x x x x x x
d x xdx x
xx x
+ − + + + + + += = = − + = + + + + + +
+ += − + → = = − + = + + +
+= − − =
+
∫ ∫ ∫ ∫
∫3 2 3 2
1
3 1 1 3 12 ln ln 2 ln .
4 2 4 4 2x x x C I x x x C
x x+ − − + → = + − − +
b) ( )
( ) ( )( ) ( )2 2 2
1 2 21
2 51 2 1 5
x tI d x dt
t tx x
+ − −= + =− + + −
∫ ∫ , với t = x + 1.
���� Cách 1: (Đồng nhất hai vế)
Ta có ( ) ( )( ) 2
2 2
1
250 22 2
2 2 5 1 2 52 5 52 5
2 52
25
AA C
t At B Ct At B t Ct B A B
tt t tB
C
= −= +
− + = + → − ≡ + − + ⇔ = − → = −− − = − =
Từ đó ta được ( )
( )2 2 2 2
1 2 22 52 1 2 125 5 25
2 5 25 5 25 2 52 5
t d tt dt dtI dt dt
t t tt t t t
− + −−= = + = − + + = − −−
∫ ∫ ∫ ∫ ∫
1 2 1 1 2 5 2 1 2 3 2ln ln 2 5 ln ln .
25 5 25 25 5 25 1 5( 1)
t xt t C C C
t t t x x
− −= − − + − + = − + = − ++ +
���� Cách 2: (Sử dụng kĩ thuật phân tích nhảy tầng lầu ta được)
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 33
( ) ( ) ( )( )
( )( ) ( ) ( )
( )
2
2 2 2
2
3 2 2
56 10 3 2 5 2 52 5 22 1 2 1 4 2. .
2 5 5 2 5 252 5 2 5 2 5
1 1 2 4 6 10 3 5. .
5 2 5 25 2 5 2
t t t t tt tt
t t t tt t t t t t
t t
t t tt t t
− − − − −− −− = − = − − =− −− − −
− = − − − − − − −
( ) ( ) ( )3 22
2 3 2 2 3 2 2
2 52 5 2 51 1 4 6 10 12 2 7 1 4 2
5 5 2 5 25 25 5 25 5 2 5 25 52 5 2 5
d t td t d tdt t t dt dt dt dtI dt
t t t t tt t t t t t
−− −−= − + − + + = + − + =− −− −∫ ∫ ∫ ∫ ∫ ∫ ∫ ∫ ∫
3 22
7 1 4 2 1 1 2 1 2 5 2ln ln 2 5 ln 2 5 ln ln 2 5 ln .
25 5 25 5 25 25 5 25 5
tt t t t C I t t C C
t t t t
−= + − − − − + → = − + − − + = − +
Thay lại t = x + 1 ta được 2
1 2 3 2ln .
25 1 5( 1)
xI C
x x
−= − ++ +
c) ( )2
3 2
2 4
2 1
x xI dx
x x
+ +=−∫
���� Cách 1: (Đồng nhất hai vế)
Ta có ( ) ( )( )2
2 22 2
2 2 92 4 Ax
2 4 Ax 2 1 1 2 42 12 1
4 20
A C Ax x B C
x x B x Cx A B Bxx x x
B C
= + = − + + + = + → + + ≡ + − + ⇔ = − + → = − −− = − =
( )2
3 2 2 2
2 4 9 4 20 20 49 4 9ln 10ln 2 1 .
2 1 2 12 1
x x x dx dxI dx dx dx x x C
x x x xx x x x
+ + − − → = = + = − − + = − + + − + − −− ∫ ∫ ∫ ∫ ∫ ���� Cách 2: (Sử dụng kĩ thuật phân tích nhảy tầng lầu ta được)
Ta có ( ) ( ) ( )
( )( )
( ) ( )( )
2 22
2 2 2
6 2 6 2 12 1 22 4 2 1 4 24.
2 1 2 1 2 1 2 12 1 2 1 2 1
x x x xx xx x
x x x x x xx x x x x x
− − + −− −+ + = + + = − − =− − − −− − −
( ) ( )( )
2 2
33 2 2 2 2
3 2
6 2 6 22 1 2 24 4 1 28 44. 4.
2 1 2 1 2 1 2 12 2 1
4 4ln 4ln 2 14ln 2 1 9ln 10ln 2 1 .
x x x xI dx
x x x x x xx x x x x x
x x x x C x x Cx x
− − = − + − + − → = − − + − = − − − −− −
= − − − + − + + = − + − + +
∫
TH3: Q(x) = 0 có 1 nghiệm đơn
Khi đó ta có ( )( )3 2 21( ) axQ x bx cx d x x mx nx p= + + + = − + + , trong đó 2 0mx nx p+ + = vô nghiệm.
Để đồng nhất được, ta phải phân tích theo quy tắc: ( )( ) 22
11
( ) ( )
( )
P x P x A Bx C
Q x x x mx nx px x mx nx p
+= = +− + +− + +
Đồng nhất hệ số hai vế ta được A, B, C. Bài toán trở về các dạng cơ bản đã xét đến. �Chú ý:
- Nguyên hàm = + +
∫ 2 2
du 1 uarctan C.
u au a
- Ngoài việc sử dụng đồng nhất, ta cũng có thể phân tích tử số theo đạo hàm của mẫu để giải. Ví dụ 3. Tìm nguyên hàm của các hàm số sau:
a) ( )1 2 1
dxI
x x=
+∫ b) ( )( )2 2
2 3
1 4
xI dx
x x
+=− +∫ c) ( )
2
3 2
1
1
x xI dx
x x x
− +=+ −∫
Hướng dẫn giải:
a) ( )1 2 1
dxI
x x=
+∫
���� Cách 1: (Đồng nhất hai vế)
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 34
( ) ( ) ( )222
0 11
1 1 0 111
1 0
A B AA Bx C
A x Bx C x C Bx xx x
A C
= + = + = + → ≡ + + + ⇔ = → = − ++ = =
Khi đó, ( )( ) ( )
2
21 2 2 22
11 1 1ln ln ln 1 .
2 21 1 11
d xdx x dx xI dx dx x x x C
x xx x xx x
+− − = = + = + = − = − + + + + + +∫ ∫ ∫ ∫ ∫
���� Cách 2: (Sử dụng kĩ thuật phân tích nhảy tầng lầu ta được)
( )( )
( ) ( )2 2
212 22 2
11 1 1ln ln 1 .
21 11 1
x x x dx xdxI dx x x C
x xx xx x x x
+ −= = − → = − = − + +
+ ++ + ∫ ∫
b) ( )( )2 2
2 3
1 4
xI dx
x x
+=− +∫
���� Cách 1: (Đồng nhất hai vế)
( )( ) ( ) ( )( )222
3
502 3 3
2 3 4 1 21 541 4
3 47
5
AA B
x A Bx Cx A x Bx C x B C B
x xx xA C
C
== +
+ + = + → + ≡ + + + − ⇔ = − + → = − − +− + = − =
Khi đó ta có ( )( )2 2 2 22
2 3 3 1 3 7 3 3 7. ln 1
5 1 5 5 5 54 4 41 4
x dx x xdx dxI dx x
x x x xx x
+ − += = + = − − + =− + + +− +∫ ∫ ∫ ∫ ∫
( ) ( )2 23 3 7 1 3 3 7ln 1 ln 4 . arctan ln 1 ln 4 arctan .
5 10 5 2 2 5 10 10 2
x xx x C x x C
= − − + + + = − − + + +
���� Cách 2: (Sử dụng kĩ thuật phân tích nhảy tầng lầu ta được)
Ta có ( )( )
( )( ) ( ) ( ) ( ) ( )222 2 2
2 1 32 3 2 3 2 3; 1
2 51 4 2 5 2 51 1 2 1 5
xx tt x
t tx x t t t t t tx x x
− ++ += = = + = − + +− + + + + +− − + − +
Mà ( )( ) ( )
( )2 2 2
3 2 22 2
3 4 3 2 5 23 1 1 3 4 3 2 1. . .
5 5 5 52 5 2 52 5 2 5
t t t t t t t
tt t t tt t t t t t
+ − + + + += − = − + −+ + + ++ + + +
Suy ra
( )2 2
2 3 2 2 2 3 2 22
2 3 1 3 4 3 2 1 2 1 3 4 3 8 1. . . .
5 5 5 5 5 52 5 2 5 2 5 2 5 2 5 2 52 5
t t t t
t tt t t t t t t t t t t tt t t
+ ++ = − + − + = − + −+ + + + + + + + + + + ++ +
Thay vào ta được ( )( ) ( ) ( )
2
2 3 2 22 2
2 3 2 3 1 3 4 3 8. .
5 5 52 51 4 2 5 1 4
x t t t dt dtI dx dt dt
tt tx x t t t t
+ + += = = − + − =+ +− + + + + +∫ ∫ ∫ ∫ ∫
3 2 3 21 3 8 1 1 1 3 8 1 1ln 2 5 ln . arctan ln 2 5 ln . arctan .
5 5 5 2 2 5 5 5 2 2
t tt t t C t t t C
+ + = − + + + − + = − + + + − +
BÀI TẬP LUYỆN TẬP:
� Phương trình bậc ba có ba nghiệm phân biệt:
1) 1 2( 1)
dxI
x x=
−∫ 2) 2 2
2 1
( 1)( 9)
xI dx
x x
+=+ −∫
3) 2
3 2
1
( 2)( 4 3)
x xI dx
x x x
+ +=+ + +∫ 4) 4 2
5 2
(1 )(4 )
xI dx
x x
+=+ −∫ 5) 5 2
1
( 4)
xI dx
x x
+=−∫
� Phương trình bậc ba có hai nghiệm (một nghiệm đơn, một nghiệm kép):
7) 7 2
1
( 1)
xI dx
x x
−=+∫ 8)
2
8 2
3
( 2) (2 1)
xI dx
x x
+=+ −∫ 9)
2
9 2
2 1
( 2 1)
xI dx
x x x
+=+ +∫
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 35
10) 10 2
4 1
(2 1)( 1)
xI dx
x x
+=− +∫ 11) 11 2
4
2 (3 2 )
xI dx
x x
−=−∫ 12) 12 2
5
( 2) ( 3)
xI dx
x x
+=+ +∫
� Phương trình bậc ba có một nghiệm bội ba:
13) 10 3
2
( 2)
xI dx
x
−=+∫ 14) 14 3
3 2
(2 1)
xI dx
x
−=+∫ 15)
2
15 3
(3 2 )
(4 3)
x x dxI
x
+=+∫
16) 4
16 3( 2)
xI dx
x=
+∫ 17) 3
17 3
1
( 1)
xI dx
x
−=+∫ 18)
2
18 3
4
( 1)
xI dx
x
−=−∫
� Phương trình bậc ba có một nghiệm đơn:
19) 19 2
2 5
( 1)
xI dx
x x x
+=+ +∫ 20) 20 3
3 4
1
xI dx
x
+=−∫ 21) 21 3
2
1
xdxI
x=
+∫
22) 2
22 2
1
( 3)
xI dx
x x
+=+∫ 23) 23 2
2
(2 3)( 1)
xI dx
x x
+=+ −∫ 24)
2
24 2
4 3
(3 1)(1 2 )
xI dx
x x
−=+ −∫
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 36
1) Khái niệm về phân thức đơn giản
Một phân số được gọi là đơn giản nếu nó có một trong các dạng sau
( )22 2
; ; ; , 4 0( ) ( )n n
k k k kb ac
ax b ax b ax bx c ax bx c− <
+ + + + + +
Ví du 1: Các phân thức sau được gọi là phân thức đơn giản
+ − + + + + +4 2 2 3
1 2 2 5 5; ; ; ;
1 3 1 (2 3) 3 10 (2 4)x x x x x x x
Ví du 2: Các phân thức sau chưa được gọi là phân thức đơn giản − + −2 2
1 2; ...
1 2 3x x x
2) Quy tắc đồng nhất
Xét phân thức ( )
( )
P x
Q x. Ta xét một số trường hợp có thể xảy ra
� TH1: ( )( )( ) ( )1 2 3( ) ... nQ x x x x x x x x x= − − − −
Khi đó ( )
( )
P x
Q x luôn được phân tích được dưới dạng 31 2
1 2 3
( )...
( )n
n
A AA AP x
Q x x x x x x x x x= + + + +
− − − −
( )( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )( ) ( )1 2 3 2 1 3 1 2 1( ) .. ... ... ...n n n nP x A x x x x x x A x x x x x x A x x x x x x−→ ≡ − − − + − − − + − − −
Bằng phép đồng nhất hệ số tương ứng ta tìm được các giá trị A1; A2… Ngoài ra, chúng ta cũng có thể sử dụng phương pháp gán các giá trị đặc biệt.
Ví dụ 1: Phân tích các phân thức sau thành phân thức đơn giản
a) −
+ −2
2 13 2 5
xx x
b) ( )+ +
−
2
2
1
4
x x
x x
Hướng dẫn giải
a) Ta có ( )2
2 1 2 12 1 (3 5) ( 1), *
3 2 5 ( 1)(3 5) 1 3 5
x x A Bx A x B x
x x x x x x
− −= = + → − ≡ − + −+ − − + − −
+ Phương pháp hệ số bất định:
Đồng nhất hệ số tương ứng của (*) ta được
12 3 21 5 7
2
AA B
A BB
= −= + ⇔ − = − − =
Khi đó 2
2 1 1 7
3 2 5 2( 1) 2(3 5)
x
x x x x
− −= ++ − − −
+ Phương pháp gán giá trị đặc biệt:
Cho 1
1 2 12
x A A= ⇒ − = ⇔ = −
Cho 1 7
2 3 3 32 2
x A B B A= ⇒ + = ⇔ = − = + =
Khi đó 2
2 1 1 7
3 2 5 2( 1) 2(3 5)
x
x x x x
− −= ++ − − −
b) ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( )2 2
2 2
2
1 11 4 2 2
2 2 2 24
x x x x A B Cx x A x Bx x Cx x
x x x x x xx x
+ + + += = + + → + + ≡ − + − + ++ − + −−
+ Cho 1
0 4 1 .4
x A A= ⇒ − = ⇔ = −
+ Cho 7
2 8 7 .8
x C C= ⇒ = ⇔ =
06. KĨ THUẬT ĐỒNG NHẤT TÌM NGUYÊN HÀM
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 37
+ Cho 3
2 8 3 .8
x B B= − ⇒ − = ⇔ = −
Khi đó ( ) ( ) ( )2
2
1 1 3 7
4 8 2 8 24
x x
x x xx x
+ + −= − ++ −−
� TH2: ( )( ) ( ) ( )1 2( ) ... ...m
k nQ x x x x x x x x x= − − − −
Khi đó 1 2 1 22
1 2
( )... ...
( ) ( ) ( )m n
mk k k n
B AA A B BP x
Q x x x x x x x x x x x x x
= + + + + + + − − − − − −
Ví dụ 2: Phân tích các phân thức sau thành phân thức đơn giản
a) − +
+
2
2
5( 3)
x xx x
b) ( )( )
++ + +2
3 1
1 4 4
x
x x x
Hướng dẫn giải
a) Ta có ( )2
2 22 2 2
55 ( 3)
( 3) 3 3
x x A B C Ax B Cx x Ax B x Cx
x x x x x x x
− + += + + = + → − + ≡ + + ++ + +
+ Cho 17
3 9 17 .9
x C C= − ⇒ = ⇔ =
+ Cho 5
0 3 5 .3
x B B= ⇒ = ⇔ =
+ Cho ( )17
55 891 5 43 4 9
x A B C A A− −= ⇒ = + + ⇔ + = ⇒ =
Khi đó, 2
2 2
5 8 5 17
( 3) 9 3 9( 3)
x x
x x x x x
− + = − + ++ +
b) Ta có ( )( ) ( )
( ) ( )( ) ( )2
22
3 13 1 2 2 1 1
1 21 4 4 2
x A B Cx A x B x x C x
x xx x x x
+ = + + → + ≡ + + + + + ++ ++ + + +
+ Cho 2 5 5.x C C= − ⇒ − = − ⇔ = + Cho 1 2.x A= − ⇒ = − + Cho 0 1 4 2 8 2 5 1 2x A B C B B= ⇒ = + + ⇔ − + + = ⇒ =
Khi đó, ( )( ) ( ) ( )22
3 1 2 2 5
1 21 4 4 2
x
x xx x x x
+ −= + ++ ++ + + +
���� TH3: ( )( ) ( ) ( )2 21 2( ) ... ... ; 4 0nQ x x x x x ax bx c x x b ac= − − + + − − <
Khi đó 1 22
1 2
( )...
( )n
n
AA AP x mx n
Q x x x x x ax bx c x x
+= + + + +− − + + −
, đồng nhất ta thu được các hệ số tương ứng.
Ví dụ 3: Phân tích các phân thức sau thành phân thức đơn giản
a) − ++ +
2
2
2 1( 2)x x
x x x b)
−−3
31
xx
Hướng dẫn giải
a) Ta có ( ) ( )2
2 22 2
2 12 1 2
( 2) 2
x x A Bx Cx x A x x Bx C x
x x x x x x
− + += + → − + ≡ + + + ++ + + +
+ Cho 1
0 2 1 .2
x A A= ⇒ = ⇔ =
+ Lại có, 3
22
A B B+ = ⇒ = , (đồng nhất hệ số của x2)
+ Ta cũng có 3
12
A C C+ = − ⇒ = − , (đồng nhất hệ số của x)
Khi đó, 2
2 2
2 1 1 3 1
( 2) 2 2 2
x x x
x x x x x x
− + −= ++ + + +
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 38
b) Ta có ( )( ) ( ) ( )( )2 2
3 22
3 32 1 1 1
1 1 11 1
x x A Bx Cx x A x x Bx C x
x x x xx x x
− − += = + → − + ≡ + + + + −− − + +− + +
+ Cho 2
1 3 2 .3
x A A= ⇒ = ⇔ =
+ Lại có, 4
23
A B B+ = ⇒ = , (đồng nhất hệ số của x2)
+ Ta cũng có 1
13
A C C− = ⇒ = − , (đồng nhất hệ số tự do)
Khi đó, ( ) ( )3 2
3 2 4 1
1 3 1 3 1
x x
x x x x
− −= +− − + +
3) Áp dụng vào bài toán tìm nguyên hàm
Ví dụ 1: Tính các nguyên hàm sau
a) +=
− −∫1 2
2 13 2
xI dx
x x b)
+ +=− +∫
2
2 2
24 3
x xI dx
x x
Hướng dẫn giải
a) Ta có 1 2
2 1 2 1
3 2 ( 1)(3 2)
x xI dx dx
x x x x
+ += =− − − +∫ ∫
Xét 2 1
2 1 (3 2) ( 1)( 1)(3 2) 1 3 2
x A Bx A x B x
x x x x
+ = + → + ≡ + + −− + − +
+ Cho 3
1 5 35
x A A= ⇒ = ⇔ =
+ Cho 1
0 2 1 2 15
x A B B A= ⇒ − = ⇔ = − =
Khi đó, 1
2 1 3 1 3 1ln 1 ln 3 2 .
( 1)(3 2) 5( 1) 5(3 2) 5 15
xI dx dx x x C
x x x x
+= = + = − + + + − + − + ∫ ∫
b) Ta có 2 2
2 2
2 2
4 3 ( 1)( 3)
x x x xI dx dx
x x x x
+ − + −= =− + − −∫ ∫
Xét 2
222 ( 3) ( 1)
( 1)( 3) 1 3
x x A Bx x A x B x
x x x x
+ + = + → + + ≡ − + −− − − −
+ Cho 1 2 4 2x A A= ⇒ − = ⇔ = − + Cho 3 2 14 7x B B= ⇒ = ⇔ =
Khi đó, 2
2 2
2 2 77ln 3 2ln 1 .
4 3 1 3
x xI dx dx x x C
x x x x
+ − − = = + = − − − + − + − − ∫ ∫
Ví dụ 2: Tính các nguyên hàm sau
a) + −=
+∫2
1 3
3 11
x xI dx
x b)
−=+∫2 2
2 1( 1)x
I dxx x
Hướng dẫn giải
a) Ta có 2 2
1 3 2
3 1 3 1
1 ( 1)( 1)
x x x xI dx dx
x x x x
+ − + −= =+ + − +∫ ∫
Xét 2
2 22 2
3 13 1 ( 1) ( )( 1)
( 1)( 1) 1 1
x x A Bx Cx x A x x Bx C x
x x x x x x
+ − += + → + − ≡ − + + + ++ − + + − +
+ Cho 1 3 3 1x A A= − ⇒ = − ⇔ = − + Đồng nhất hệ số của x2 ta được 1 2A B B+ = ⇒ = + Đồng nhất hệ số tự do ta được 1 0A C C+ = − ⇒ =
Khi đó, 2
1 3 2 2
3 1 1 2 (2 1) 1ln 1
1 1 1 1
x x x xI dx dx x dx
x x x x x x
+ − − − + = = + = − + + = + + − + − + ∫ ∫ ∫
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 39
22
22 2 2
1( 1) 2
ln 1 ln 1 ln 11 1 1 3
2 2
d xd x x dx
x x x xx x x x
x
− − + = − + + + = − + + − + + =− + − + − +
∫ ∫ ∫
2 2 2 1ln 1 ln 1 arctan
3 3
xx x x C
− − + + − + + +
b) Ta có 2 2 2
2 1
( 1) 1
x A B CI dx dx
x x x x x
− = = + + + + ∫ ∫
Xét 22 2
2 12 1 ( 1) ( 1)
( 1) 1
x A B Cx Ax x B x Cx
x x x x x
− = + + → − ≡ + + + ++ +
+ Cho 1 3 3 1x A A= − ⇒ = − ⇔ = − + Đồng nhất hệ số của x2 ta được 1 2A B B+ = ⇒ = + Đồng nhất hệ số tự do ta được 1 0A C C+ = − ⇒ =
Khi đó, 2
1 3 2 2
3 1 1 2 (2 1) 1ln 1
1 1 1 1
x x x xI dx dx x dx
x x x x x x
+ − − − + = = + = − + + = + + − + − + ∫ ∫ ∫
22
22 2 2
1( 1) 2
ln 1 ln 1 ln 11 1 1 3
2 2
d xd x x dx
x x x xx x x x
x
− − + = − + + + = − + + − + + =− + − + − +
∫ ∫ ∫
2 2 2 1ln 1 ln 1 arctan
3 3
xx x x C
− − + + − + + +
Ví dụ 3: Tính các nguyên hàm sau
a) =−∫1 3 1x
I dxx
b) + +=
−∫2
2 2
2( 9)
x xI dx
x x
Hướng dẫn giải
a) Ta có 1 3 21 ( 1)( 1)
x xI dx dx
x x x x= =
− − + +∫ ∫
Xét 22 2
( 1) ( )( 1)( 1)( 1) 1 1
x A Bx Cx A x x Bx C x
x x x x x x
+= + → ≡ + + + + −− + + − + +
+ Cho 1
1 3 13
x A A= ⇒ = ⇔ =
+ Đồng nhất hệ số của x2 ta được 1
03
A B B+ = ⇒ = −
+ Đồng nhất hệ số tự do ta được 1
03
A C C− = ⇒ =
Khi đó, 1 3 2 2
1 3(2 1)1 1 1 1 1 2 2ln 1
1 3( 1) 3 1 3 3 1
xx xI dx dx x dx
x x x x x x
+ −−= = − = − − =− − + + + +∫ ∫ ∫
( )2
222 2
1 1 ( 1) 1 1 1 2 1ln 1 ln 1 ln 1 arctan
3 6 1 2 3 3 31 32 2
d x x dx xx x x x C
x xx
+ + += − − + = − − + + + ++ + + +
∫ ∫
b) Ta có 2 2
2 2
2 2
( 9) ( 3)( 3)
x x x xI dx dx
x x x x x
+ + + += =− + −∫ ∫
Xét 2
2 222 ( 9) ( 3) ( 3)
( 3)( 3) 3 3
x x A B Cx x A x Bx x Cx x
x x x x x x
+ + = + + → + + ≡ − + − + ++ − + −
+ Cho 2
0 9 29
x A A= ⇒ − = ⇔ = −
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 40
+ Cho 7
3 18 149
x C C= ⇒ = ⇔ =
+ Cho 4
3 18 89
x B B= − ⇒ − = ⇔ = −
Khi đó, 2
2 2
2 2 4 7 2 4 7ln ln 3 ln 3 .
( 9) 9 9( 3) 9( 3) 9 9 9
x xI dx dx x x x C
x x x x x
+ += = − − + = − − + + − + − + − ∫ ∫
BÀI TẬP LUYỆN TẬP:
Tính các nguyên hàm, tích phân sau:
a) 3 20
1 21
2 6 9 9
3 2
x x xI dx
x x−
− + +=− +∫ b)
23
2 32
3 3 3
3 2
x xI dx
x x
+ +=− +∫ c) 3 2
2 3
( 1)
xI dx
x x
+=−∫
d) 4 2
1
( 2) (2 3)
xI dx
x x
−=+ +∫ e)
2
5 2
1 2
( 1)( 4)
xI dx
x x x
−=+ + +∫ f) 6 2
1
2 ( 4 5)
xI dx
x x x
+=+ +∫
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 41
1) Các công thức nguyên hàm vô tỉ cơ bản thường gặp
� 21 2
.xdx
I x a Cx a
= = ± +±∫
� 2 22 2 2
ln lndx du
I x x a C u u a Cx a u a
= = + ± + → = + ± +± ±∫ ∫
� 2 2 23 ln .
2 2
x aI x a dx x a x x a C= ± = ± ± + ± +∫
� 4 2 2 2 2arcsin arcsin
dx x du uI C C
a aa x a u= = + → = +
− −∫ ∫
Chứng minh:
� 2 2
21 2 2 2
1 ( ) ( ).
2 2
xdx d x a d x aI x a C
x a x a x a
± ±= = = = ± +± ± ±∫ ∫ ∫
� 2 2.
dxI
x a=
±∫ Đặt 2
2
( )xdx xdx dx dt dx dt d x tt x a dt
t t x x t x tx a
+ += ± ⇒ = = → = = =+ +±
Khi đó, 22 2
( )ln
dx dx d x tI x x a C
t x tx a
+= = = = + ± ++±∫ ∫ ∫
� 23 .I x a dx= ±∫
Đặt 2 2 2
2 222 2
( )xdx
u x a du x dx x a aI x x a x x a dxx a
x a x adv dx v x
= ± ⇒ = ± → = ± − = ± − = ±± ± = ⇒ =
∫ ∫∓
2 2 2 2 2 23 32
ln ln .2 2
dx x ax x a x adx a x x a I a x x a I x a x x a C
x a= ± − ± ± = ± − ± + ± ⇒ = ± ± + ± +
±∫ ∫
� 4 2 2.
dxI
a x=
−∫ Đặt 2 2 2 2 2
cosasin
sin cos
dx a tdtx t
a x a a t a t
== ⇒ − = − =
4 2 2
cosarcsin .
cos
dx a t dt xI dt t C c
a t aa x→ = = = + = +
−∫ ∫ ∫
Một số ví dụ minh họa:
� 21 2 2
( 2)ln 2 4 10 .
4 10 ( 2) 6
dx d xI x x x C
x x x
+= = = + + + + ++ + + +∫ ∫
� 2 2 2 2 2
12 12
arcsin .32 9 1 3 1
4 2 2 2
d xdx dx x
I Cx x
x x
+ + = = = = +− − − + − +
∫ ∫ ∫
� 23 2 2
2
51 1 1 5 5 74
ln .4 2 22 5 7 2 22 5 7 5 31
2 2 4 16
d xdx dx
I x x x Cx x x x x
+ = = = = + + + + +
+ + + + + +
∫ ∫ ∫
2) Một số các dạng nguyên hàm vô tỉ thường gặp
Dạng 1: Nguyên hàm 2
mx nI dx
ax bx c
+=+ +∫
Cách giải:
07. NGUYÊN HÀM CỦA CÁC HÀM SỐ VÔ TỈ
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 42
Phân tích tử số chứa đạo hàm của mẫu ta được
( ) ( )2 2 2 2
2 22 22 2
m bmax b n ax b dxmx n m bm dxa aI dx dx n
a aax bx c ax bx c ax bx c ax bx c
+ + − ++ = = = + − = + + + + + + + +∫ ∫ ∫ ∫
22
2 2
( )
22
m d ax bx c bm dx mn ax bx c J
a a aax bx c ax bx c
+ + = + − = + + + + + + +∫ ∫
Trong đó, 2
dxJ
ax bx c=
+ +∫ thuộc một trong số các dạng nguyên hàm đã đề cập ở trên.
Ví dụ điển hình: Tính các nguyên hàm sau
a) +=
− +∫1 2
2 3
2 4
xI dx
x x b)
−=− +∫2 2
1
2 1
xI dx
x x
Hướng dẫn giải:
a) 2
1 2 2 2 2 2
(2 2) 5 (2 2) ( 2 4)5 2 5
2 4 2 4 2 4 2 2 4 2 4
x x dx dx d x x dxI dx
x x x x x x x x x x
− + − − += = + = + =− + − + − + − + − +∫ ∫ ∫ ∫ ∫
2 2 2
2
( 1)2 2 4 5 2 2 4 5ln 1 2 4 .
( 1) 3
d xx x x x x x x C
x
−= − + + = − + + − + − + +− +∫
b) 2 2 2 2 2
1 3(4 1)1 1 (4 1) 34 4
4 42 1 2 1 2 1 2 1
xx x dx dxI dx dx
x x x x x x x x
− −− −= = = − =− + − + − + − +∫ ∫ ∫ ∫
22
2 22
11 (2 1) 3 1 3 4
2 12 24 2 1 4 22 2 1 1 7
2 2 4 16
d xd x x dx
x xxx x x x
− − + = − = − + − =− + − + − +
∫ ∫ ∫
2 21 3 1 12 1 ln .
2 4 2 24 2
xx x x x C= − + − − + − + +
BÀI TẬP LUYỆN TẬP:
1) 2 2 2
dx
x x− +∫ 2) 2
2 1
1
xdx
x x
−
− +∫ 3) 2
2
2 2
2
x xdx
x x
− +
−∫
4) 2
2
3 4
1
x xdx
x x
− +
− +∫ 5) 2
2 1
1
xdx
x x
+
+ −∫ 6) 2
3 2
3 2
xdx
x x
−
− +∫
7) 2
2
2 1
2
x xdx
x x
+ −
+ −∫ 8) ( )
2
2 3
2 2
x dx
x x
−
− −∫ 9) ( )2
2
2 3 1
4
x x dx
x
− +
−∫
Dạng 2: Nguyên hàm ( ) 2
dxI
mx n ax bx c=
+ + +∫
Cách giải:
Đặt 2
1 1;
dt nmx n mdx x
t mt mt+ = ⇒ = − = −
Thay vào ta được
2
2
2 2
ln
( )
arcsin
duu u a C
u aI g t dt
du uC
aa u
= + ± + ±= →
= +−
∫∫
∫ .
Ví dụ điển hình: Tính các nguyên hàm sau
a) ( )
=+ + +∫1 21 2 2
dxI
x x x b)
( )=
+ + −∫2 22 3 3 1
dxI
x x x
Hướng dẫn giải:
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 43
a) Đặt 2 2
1 2 2
2
11
11
1 1 1 1 1 11 2 1 2 1 2 1 2
dt dtxt t tx I
dttdx
t t t t t t t
= −+ = ⇒ → = − = − = = − − + − + − + − +
∫ ∫
22
2
1 1 1ln 1 ln 1 .
1 1 11
dtt t C
x x xt
− = − + + = − + + + + + + + +∫
b) Đặt
2
2 2 2 2
2
1 11 12 2 22 1
2 1 9 1 9 41 1 1 1 13 12 4 42 2 2 2
dtxdt dtt tx I
dtt t t tdx tt t t t
= −+ = ⇒ → = − = − = − =− − = − − −− + − −
∫ ∫ ∫
2 2 22
21 1 1 1 9 29
arcsin .3 3 3 31 4 1313 2 13 2
9 9 81 9 9 9
d tdt dt t
C
t t t t
+ + = − = − = − = − + − − − + − +
∫ ∫ ∫
BÀI TẬP LUYỆN TẬP:
1) ( ) 21 2 2
dx
x x x− − +∫ 2) 2
2 1
1
xdx
x x
−
− +∫ 3)
( ) 21 3 2
dxdx
x x x− + +∫
4) ( ) 22 1 2 2
dxdx
x x x+ − +∫ 5) ( ) 22 4 3
dxdx
x x x+ − −∫ 6)
4 22 1
dxdx
x x x+ −∫
Dạng 3: Nguyên hàm ( ) 2
Ax BI dx
mx n ax bx c
+=+ + +∫
Cách giải: Ta phân tích tử số chứa (mx + n) như sau:
( )
( )
( ) ( )2 2 2 2
A Anmx n BAx B A dx An dxm mI dx dx B
m mmx n ax bx c mx n ax bx c ax bx c mx n ax bx c
+ + −+ = = = + − + + + + + + + + + + +∫ ∫ ∫ ∫
Các nguyên hàm 1 2
dxI
ax bx c=
+ +∫ và ( )2 2
dxI
mx n ax bx c=
+ + +∫ đã xét đến ở phần trên.
Ví dụ điển hình: Tính các nguyên hàm sau
a) ( )
( )−
=− −∫1 2
3 4
2 1
x dxI
x x b)
( )( )
+=
+ −∫2 2
2 1
1 4
x dxI
x x
Hướng dẫn giải:
a) Ta có ( )
( )( )
( ) ( )2
1 2 2 2 2
3 4 2 3 22 3 2 3ln 1
2 1 2 1 2 1 1
x dx x dx dxI dx J x x
x x x x x x x
− − −= = = − = − + −
− − − − − − −∫ ∫ ∫ ∫
Xét ( ) 2
.2 1
dxJ
x x=
− −∫ Đặt
2
12
12
xtx
dttdx
t
= −− = ⇒ =
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 44
22
2 2 22
1 1 1 2 4 1ln
3 3 33 4 1 3 33 4 11 1 2 12 1 3 3 3 9
dtdt dt dttJ t t t C
t t t t tt t
⇒ = = = = = − + − + +− + − +− − − −
∫ ∫ ∫ ∫
Khi đó ta được 2 21
2 2 4 1ln 3ln 1 .
3 3 33I t t t x x C= − + − + − + − +
b) Ta có ( )
( )( )
( ) ( )2
2 2 2 2 2
2 1 2 1 12 2ln 4
1 4 1 4 4 1 4
x dx x dx dxI dx x x K
x x x x x x x
+ + −= = = + = + − +
+ − + − − + −∫ ∫ ∫ ∫
Xét ( ) 2
.1 4
dxK
x x=
+ −∫ Đặt
2
11
11
xtx
dttdx
t
= −+ = ⇒ = −
( )2
2 2 2 22
1 1
3 1 2 31 4 1 2 31 1 4 11 4 3 3 9 3
dtdx dt dt dttK
x x t t t t tt t
⇒ = = − = − = − = − =+ − − − − −− − − +
∫ ∫ ∫ ∫ ∫
2 2
11 1 3 13
arcsin23 32 1
3 3
d tt
C
t
+ + = − = − + − +
∫
Khi đó, 22
1 3 12ln 4 arcsin .
23
tI x x C
+ = + − − +
BÀI TẬP LUYỆN TẬP:
1) ( )
( ) 2
2 3
1 2 2
x dx
x x x
+
+ + +∫ 2) ( )
( ) 2
2 1
1 3 2
x dx
x x x
−
− − +∫ 3) ( )
( ) 2
2
1 2 3
x dx
x x x
+
+ − +∫
4) ( )
( ) 2
2 3
2 1 2
x dx
x x
−
− +∫ 5) ( )
( ) 2
2
1 1
x dx
x x
+
− +∫
Dạng 4: Nguyên hàm ( )( )
dxI
x a x b=
+ +∫
Cách giải:
Cách 1: Đặt 1 2
22 2 ( )( ) ( )( )
dx dx x a x b dx dtt x a x b dt dx
tx a x b x a x b x a x b
+ + += + + + ⇒ = + = → =+ + + + + +
Khi đó, ( )22ln 2ln .
( )( )
dx dtI t C x a x b C
tx a x b= = = + = + + + +
+ +∫ ∫
Cách 2: Ta có ( )2 2 2( )( ) ( )
2 4
dx dx dxI
x a x b x a b x ab a b a bx ab
= = =+ + + + + + + + + −
∫ ∫ ∫
2 2
2ln ( )( )
2( )2 4
a bd x
a bx x a x b C
a b a bx ab
+ + + = = + + + + ++ + + + −
∫
Bình luận: Thoạt nhìn, ta tưởng hai cách giải cho hai đáp án khác nhau, nhưng không phải vậy.
Thật vậy, ( ) ( ) ( )22ln ln ln 2 ( )( )x a x b x a x b x a x b x a x b+ + + = + + + = + + + + + + =
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 45
( )ln 2 2 ( )( ) ln ( )( ) ln 22
a bx a b x a x b x x a x b
+ = + + + + + = + + + + +
Và rõ ràng, ln ( )( ) ln 2 ln ( )( )2 2
a b a bx x a x b x x a x b
′ ′ + + + + + + + = + + + +
Như vậy, thực chất hai cách giải đều cho cùng một phép toán, có chăng, đó là sự khác biệt trong việc tính đạo hàm cuối cùng để kiểm tra!!!
Dạng 5: Nguyên hàm dx
Ix a x b
=+ ± +∫
Cách giải: Các nguyên hàm dạng này được giải đơn giản bằng phép trục căn thức.
Thật vậy, ( )1dx x a x bI dx x a dx x b dx
a b a bx a x b
+ += = = + +− −+ + +∫ ∫ ∫ ∫∓
∓
Ví dụ điển hình: Tính các nguyên hàm sau
a) =− +∫1 2 4 3
dxI
x x b) =
+ + −∫22 3
dxI
x x c) =
+ − +∫32 1 2 5
dxI
x x
Hướng dẫn giải:
a) 1 2 4 3
dxI
x x=
− +∫
Cách 1: ( ) ( )
21 2 2 2
( 2)ln 2 4 3 .
4 3 2 1 2 1
dx dx d xI x x x C
x x x x
−= = = = − + − + +− + − − − −
∫ ∫ ∫
Cách 2: 1 .( 1)( 3)
dxI
x x=
− −∫
Đặt 1 1 1 1 1 2 2
1 32 21 3 ( 1)( 3) ( 1)( 3)
x x dx dtt x x dt dx dx
tx x x x x x
− + − = − + − ⇒ = + = ⇔ = − − − − − −
Khi đó, 1 2 2ln 2ln 1 3 .( 1)( 3)
dx dtI t C x x C
tx x= = = + = − + − +
− −∫ ∫
b) ( ) ( ) ( ) ( )3 32
2 3 1 22 3 ( 2) ( 3) .
2 3 5 152 3
dx x xI dx x x dx x x C
x xx x
+ − −= = = + − − = + − − ++ − −+ + −∫ ∫ ∫
c) ( ) ( ) ( ) ( )3 33
2 1 2 5 1 12 1 2 5 (2 1) (2 5) .
2 1 2 5 4 6
x xI dx x x dx x x C
x x
+ + += = − + + + = − + + + ++ − +∫ ∫
BÀI TẬP LUYỆN TẬP:
1) 1
0 1
dx
x x+ +∫ 2) 2
1 1 1
dx
x x+ + −∫ 3) 0
1 4 2
dx
x x− + + +∫
4) 2
0 2 2
xdx
x x+ + −∫ 5) 2 2
1 2 2
xdx
x x+ + −∫ 6) 1 3
20 1
xdx
x x+ +∫
7) 1
0
3
9dx
x x+ −∫ 8) 2 5 6
dx
x x− +∫ 9)
( 3)( 5)
dx
x x+ +∫
LUYỆN TẬP TỔNG HỢP VỀ NGUYÊN HÀM CỦA HÀM VÔ TỈ
1) 1
1 1dx
x+ +∫ 2) 1
2
xdx
x x
+−∫ 3)
31 1
dx
x+ +∫
4) 4
dx
x x+∫ 5) 3
xdx
x x−∫ 6) ( 1)
xdx
x x+∫
7) 3 42
dx
x x x+ +∫ 8) 23 (2 1) 2 1
dx
x x+ − +∫ 9) 2 6 8
dx
x x+ +∫
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 46
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 47
I. CÁC CÔNG THỨC LƯỢNG GIÁC THƯỜNG SỬ DỤNG
���� Các hằng đẳng thức lượng giác:
2 2
22
22
sin cos 1
11 tan
cos1
1 cotsintan .cot 1
x x
xx
xx
x x
+ =
= +
= +
=
���� Công thức hạ bậc hai:
2
2
1 os2cos x
21 os2
sin x2
c x
c x
+=
−=
���� Công thức biến đổi tích thành tổng:
[ ]
[ ]
[ ]
1cos .cos os( ) os( )
21
sin .sin os( ) os( )21
sin .cos sin( ) sin( )2
a b c a b c a b
a b c a b c a b
a b a b a b
= + + −
= − − +
= + + −
�Chú ý: ( )( )
sin sin
cos cos
x x
x x
− = −
− =
���� Công thức biến đổi tổng thành tích:
sin sin 2sin .cos2 2
sin sin 2cos .cos2 2
cos cos 2cos .cos2 2
cos cos 2sin .sin2 2
a b a ba b
a b a ba b
a b a ba b
a b a ba b
+ −+ =
+ −− =
+ −+ =
+ −− = −
���� Công thức cộng: ( )( )
sin sin .cos sin .cos
cos cos .cos sin .sin
a b a b b a
a b a b a b
± = ±
± = ∓
(Sin thì cùng dấu khác loài, Cos thì khác dấu nhưng loài giống nhau) �Chú ý:
- Trong trường hợp a = b ta được công thức góc nhân đôi:2 2 2 2
sin 2 2sin .cos
cos2 cos sin 2cos 1 1 2sin
a a a
a a a a a
=
= − = − = −
- Trong trường hợp 2a = b ta được công thức góc nhân ba:3
3
sin3 3sin 4sin
cos3 4cos 3cos
a a a
a a a
= −
= −
II. CÁC NGUYÊN HÀM LƯỢNG GIÁC THƯỜNG SỬ DỤNG
� 1 sin cosI xdx x C= = − +∫ � ( ) ( )8 2
1tan
cos
dxI ax C
ax a= = +∫
� ( ) ( )2
1sin cosI ax dx ax C
a= = − +∫ � 9 2
cotsin
dxI x C
x= = − +∫
08. NGUYÊN HÀM CỦA HÀM SỐ LƯỢNG GIÁC
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 48
� 3 cos sinI xdx x C= = +∫ � ( ) ( )10 2
1cot
sin
dxI ax C
ax a= = − +∫
� ( ) ( )4
1cos sinI ax dx ax C
a= = +∫ � 11
sintan ln cos
cos
xdxI xdx x C
x= = = − +∫ ∫
� 25
1 os2 sin 2sin
2 2 4
c x x xI xdx dx C
−= = = − +∫ ∫ � 12
coscot ln sin
sin
xdxI xdx x C
x= = = +∫ ∫
� 26
1 os2 sin 2os
2 2 4
c x x xI c xdx dx C
+= = = + +∫ ∫ � 213 2
1tan 1 tan
cosI xdx dx x x C
x = = − = − +
∫ ∫
� 7 2tan
cos
dxI x C
x= = +∫ � 2
14 2
1cot 1 cot
sinI xdx dx x x C
x = = − = − − +
∫ ∫
III. CÁC DẠNG NGUYÊN HÀM LƯỢNG GIÁC THƯỜNG GẶP
Dạng 1. Nguyên hàm dùng công thức lượng giác thuần túy
�Chú ý: Với các nguyên hàm có chứa sinnx và cosmx thì ta dùng phép hạ bậc khi m, n chẵn. Ngược lại, ta dùng biến đổi vi phân.
Ví dụ 1. Tính các nguyên hàm sau: a) 2
1 sin 2I xdx= ∫ b) 22 cos 4I xdx= ∫ c) 4
3 cosI xdx= ∫
Hướng dẫn giải:
a) ( )21
1 cos4 1 1 1 1sin 2 1 cos4 sin 4 sin 4 .
2 2 2 4 2 8
x xI xdx dx x dx x x C x C
− = = = − = − + = − +
∫ ∫ ∫
b) ( )22
1 cos8 1 1 1 1cos 4 1 cos8 sin8 sin8 .
2 2 2 8 2 16
x xI xdx dx x dx x x C x C
+ = = = + = + + = + +
∫ ∫ ∫
c) Sử dụng liên tiếp công thức hạ bậc hai ta được:
( ) ( )2
24 2 21 cos2 1 1 1 cos4 3 1 1cos cos 1 2cos2 cos 2 1 2cos2 cos2 cos4
2 4 4 2 8 2 8
x xx x x x x x x
+ + = = = + + = + + = + +
Khi đó 43
3 1 1 3 1 1cos cos2 cos4 sin 2 sin 4 .
8 2 8 8 4 32
xI xdx x x dx x x C = = + + = + + +
∫ ∫
Bình luận: Trong nguyên hàm trên ta thấy cos4x chẵn nên chỉ sử dụng duy nhất được phép hạ bậc. Nếu ở đây là cos3x hoặc cos5x thì chúng ta tách, và sử dụng vi phân.
Ví dụ 2. Tính các nguyên hàm sau: a) 3
4 sinI xdx= ∫ b) 55 cosI xdx= ∫ c) 2 4
6 cos .sinI x xdx= ∫
Hướng dẫn giải:
a) ( ) ( )3
3 2 24
cossin sin .sin 1 cos cos cos .
3
xI xdx x x dx x d x x C= = = − − = − + +∫ ∫ ∫
b) ( ) ( ) ( ) ( )25 4 2 25 cos cos .cos 1 sin sin 1 2sin sin sinI xdx x xdx x d x x x d x= = = − = − + =∫ ∫ ∫ ∫
3 32 2
5
sin sinsin sin sin sin .
3 3
x xx x C I x x C= − + + → = − + +
c) Sử dụng liên tiếp các công thức hạ bậc hai cho sin2x và cos2x ta được:
( )2 2
22 4 2 2 1 cos2 1 cos2 1 cos2 1 cos2 1 cos2 1 cos 2 1 cos2cos .sin cos . sin . . .
2 2 2 2 2 4 2
x x x x x x xx x x x
+ − + − − − − = = = = =
( )2 2 21 1 1sin 2 . 1 cos2 sin 2 sin 2 .cos2
8 8 8x x x x x= − = −
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 49
Khi đó ( )2 4 2 2 26
1 1 1 1 cos4 1cos .sin sin 2 sin 2 .cos2 sin 2 sin 2
8 8 8 2 16
xI x xdx xdx x xdx dx xd x
−= = − = − =∫ ∫ ∫ ∫ ∫
33
6
1 1 1 sin 2 1 1 1sin 4 . sin 4 sin 2 .
16 64 16 3 16 64 48
xx x C I x x x C= − − + → = − − +
Ví dụ 3. Tính các nguyên hàm sau:
a) 7 sin3 .cosI x xdx= ∫ b) 8 cos2 .cos3I x xdx= ∫ c) 9 sin3 sin
dxI
x x=
+∫
Hướng dẫn giải:
a) Sử dụng công thức biến đổi tích thành tổng ta được ( )1sin3 .cos sin 4 sin 2
2x x x x= +
Từ đó
( ) ( )7
1 1 1 1 1 1 1sin 4 sin 2 sin 4 sin 2 os4 cos2 os4 cos2 .
2 2 2 4 2 8 4I x x dx x x dx c x x C c x x C
= + = + = − − + = − − +
∫ ∫
b) ( )8
1 1 1 1 1cos2 .cos3 cos5 cos sin5 sin sin5 sin .
2 2 5 10 2I x xdx x x dx x x C x x C = = + = + + = + +
∫ ∫
c) ( )9 2 2 2 2 2
1 sin 1 (cos )
sin3 sin 2sin 2 .cos 4sin .cos 4 sin .cos 41 cos .cos
dx dx dx xdx d xI
x x x x x x x x x x= = = = = −
+ −∫ ∫ ∫ ∫ ∫
Đặt ( )( )( )
2 2
9 2 22 2 2 2
11 1 1cos
4 4 4 11 . 1 .
t tdt dt dtx t I dt
t tt t t t
− + = → = − = − = − + −− − ∫ ∫ ∫ ∫
Mà ( ) ( )( )( )
12
9
22
1
1 1 1 1ln .
1 11 1 1 1 4 2 1ln1 2 1 1 2 1 1 2 1
dtC
t t tI C
t tdt dt dt t t tdt Ct t t t t t
= − + +→ = − − + + − + + + − = = + = + − − + + − −
∫
∫ ∫ ∫ ∫
Thay t = cosx vào ta được 9
1 1 1 1 cosln .
4 cos 2 1 cos
xI C
x x
+= − − + + −
Dạng 2. Nguyên hàm sử dụng biến đổi vi phân= −
=
sin (cos )
cos (sin )
udu d u
udu d u
Ví dụ 1. Tính các nguyên hàm sau:
a) 1 2
cos
sin 3sin 2
xdxI
x x=
+ +∫ b) 2
2
sin
cos
xI dx
x= ∫
c) 3 cos
dxI
x= ∫ d) 4 3cos
dxI
x= ∫
Hướng dẫn giải:
a) Ta có 1 2 2
cos (sin )
sin 3sin 2 sin 3sin 2
xdx d xI
x x x x= =
+ + + +∫ ∫
Đặt ( ) ( )( )( )1 2
2 1 1 sin 1sin ln ln .
3 2 1 2 1 2 2 sin 2
t tdt dt dt t xt x I dt C C
t t t t t t t x
+ − + + += → = = = − = + = ++ + + + + + + +∫ ∫ ∫ ∫
b) 2 2 2 2
2 2 2 2
sin sin .cos sin (sin ) sin (sin )
cos cos 1 sin sin 1
x x x dx xd x x d xI dx
x x x x= = = − =
− −∫ ∫ ∫ ∫
Đặt ( ) ( )( )( )
2 2
2 2 2 2 2
1 11 1 1 1sin 1
1 1 1 1 2 1 1
t tt dt t dtt x I dt dt t t dt
t t t t t t
+ − −− + = → = = = + = + = + = − − − − + − ∫ ∫ ∫ ∫ ∫
2
1 1 1 sin 1 1 sin 1ln sin ln sin ln .
2 1 2 sin 1 2 sin 1
t x xt C x C I x C
t x x
− − −= + + = + + → = + ++ + +
c) 3 2 2 2
cos (sin ) (sin )
cos cos 1 sin sin 1
dx xdx d x d xI
x x x x= = = − =
− −∫ ∫ ∫ ∫
Đặt ( ) ( )( )( )3 2 2
1 1(sin ) 1 1 1 1 sin 1sin ln ln .
sin 1 1 2 1 1 2 1 2 sin 1
t td x dt t xt x I dt C C
x t t t t x
+ − − − −= → = = = = + = +− − + − + +∫ ∫ ∫
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 50
d) ( )4 23 4 2
cos (sin )
cos cos 1 sin
dx xdx d xI
x x x= = = −
−∫ ∫ ∫
Đặt ( ) ( )
( ) ( )( )( )
2 2
4 2 22 2
1 1 1 1 1sin
2 1 1 4 1 11 1
t tdt dtt x I dt dt
t t t tt t
+ − − = → = − = − = = − = + − − + − − ∫ ∫ ∫ ∫
( ) ( ) ( )( )( ) ( )
( )( )2 2
1 11 2 1 1 1 1 1 1 1ln .
4 1 1 4 1 1 1 1 4 1 1 11 1
t t dtdt dt dt tC
t t t t t t t t tt t
+ − − −= + + = − − + = − − + + − + − + − + − + +− − ∫ ∫ ∫ ∫
Thay t = sinx vào ta được 4
1 1 1 sin 1ln .
4 sin 1 sin 1 sin 1
xI C
x x x
−= − − + + − + +
Ví dụ 2. Tính các nguyên hàm sau:
a) 5 sin cos
dxI
x x= ∫ b)
3
6
4sin
1 cos
x dxI
x=
+∫ c) 7 3
sin
cos 1
xdxI
x=
−∫
Hướng dẫn giải:
a) ( )5 2 2
cos (sin )
sin cos sin cos sin 1 sin
dx xdx d xI
x x x x x x= = =
−∫ ∫ ∫
Đặt
( )( )
( )( )2 2 2
25 2 22 2
1 11 1sin ln ln 1 ln .
1 2 1 21 1
t t d tdt t dt dtt x I dt t t t C
t t tt t t t
+ − −= → = = = + = − + = − − + +
− −− −∫ ∫ ∫ ∫ ∫
Thay t = sinx vào ta được 2 25
1 1ln 1 sin ln sin ln cos ln sin ln tan .
2 2I x x C x x C x C= − − + + = − + + = +
Vậy 5 ln tan .sin cos
dxI x C
x x= = +∫
b) Sử dụng phép biến đổi lượng giác ta có:
( ) ( )23 2 4 1 cos .sin4sin 4sin .sin
4 1 cos .sin 4sin 2sin 2 .1 cos 1 cos 1 cos
x xx x xx x x x
x x x
−= = = − = −
+ + +
Từ đó ( )3
6 6
4sin4sin 2sin 2 4cos os2 4cos os2 .
1 cos
x dxI x x dx x c x C I x c x C
x= = − = − + + → = − + +
+∫ ∫
c) 7 3 3
sin (cos )
cos 1 cos 1
xdx d xI
x x= = −
− −∫ ∫
Đặt t = cosx ta được 7 3 21 ( 1)( 1)
dt dtI
t t t t= − = −
− − + +∫ ∫
Bằng kĩ thuật phân tích nhảy tầng lầu ta được ( )( )
( ) ( )( )( )
2 2
2 2
3 3 1 3 11
1 1 6 1 1
t t t t
t t t t t t
− + + + −=
− + + − − + +
Khi đó ( ) ( )
( )( )2 2 2
7 3 22
3 3 1 3 11 1 3 1 1
6 6 1 2 1 2 11 1
t t t t t dt dt dtI dt
t t t tt t t
− + + + −= = − +
− − + +− + +∫ ∫ ∫ ∫
� ( )32
313 3
13ln 1
1 1
d tt dtt C
t t
−= = − +
− −∫ ∫
� 2ln 11
dtt C
t= − +
−
� 3 322 2
11 2 2 12arctan arctan
1 3 3 3 31 32 22 2
tdt dt tC C
t tt
+ +
= = + = + + + + +
∫ ∫
Từ đó 3 37
1 1 1 2 2 1 1 1 1 2 1ln 1 ln 1 . arctan ln 1 ln 1 arctan .
6 2 2 6 23 3 3 3
t tI t t C t t C
+ + = − − − + + = − − − + +
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 51
Bình luận: Ngoài cách sử dụng kĩ thuật nhảy tầng lầu trực tiếp như trên, chúng ta có thể biến đổi theo hướng khác như sau
( )−= − = − = − = −
− − + + − − + − + + + ∫ ∫ ∫ ∫7 3 2 2 2
dt dt d( t 1) duI
t 1 ( t 1)( t t 1 ) ( t 1) ( t 1) 3( t 1) 3 ) u u 3u 3
( )( ) ( )
( ) ( )+ + − + + +− − +→ = = = − +
+ + + ++ + + + + +
2 2 2
3 2 3 22 2 2
3u 6u 3 3 u 3u 3 3u1 1 1 1 3u 6u 1 1. .
u 3u 3u 6 6 u 3u 3u 2uu u 3u 3 u u 3u 3 2 u 3u 3
Thay vào ta được :
+ = + + − + = + + − + + + +
∫3 2 3 2
7 22
1 1 1 du 1 1 1 2u 3I ln u 3u 3u ln u ln u 3u 3u ln u arctan C.
6 2 2 6 2 2 3 33 3u
2 2
BÀI TẬP LUYỆN TẬP: 1) 2
1 cos 3I xdx= ∫ 2) 42 sinI xdx= ∫ 3) 5
3 sinI xdx= ∫
4) 4 sin cos2I x xdx= ∫ 5) 5 sin3 cosI x xdx= ∫ 6) 4
6
tan
cos
xI dx
x= ∫
7) 7 3sin
dxI
x= ∫ 8)
3
8 5
cos
sin
x dxI
x= ∫ 9) 9 4sin cos
dxI
x x= ∫
10) 10 6sin cos
dxI
x x= ∫
Dạng 3. Nguyên hàm dùng biến đổi vi phân
= = −
(tan )cos
(cot )sin
2
2
dud u
udu
d uu
Cách giải:
� Các nguyên hàm chứa tanx hay cotx thì ta thường dùng hằng đẳng thức
2 22 2
2 22 2
1 11 tan tan 1
cos cos1 1
1 cot cot 1
x xx x
x xsin x sin x
= + = − → = + = −
� Nguyên hàm mà mẫu số là đẳng cấp bậc hai với sinx và cosx: 2 2Asin x Bsin x.cosx C.cos x+ + thì ta chia cả tử và mẫu cho cos2x hoặc sin2x.
Ví dụ 1. Tính các nguyên hàm sau: a) 2
1 tanI xdx= ∫ b) 32 tanI xdx= ∫
c) ( )33 tan x tanxI dx= +∫ d) 4 4cos
dxI
x= ∫
Hướng dẫn giải:
a) 21 2
1tan 1 tan .
cosI xdx dx x x C
x = = − = − +
∫ ∫
b) Xét 32 tanI xdx= ∫
Cách 1: 2
3 22 2 2
1 tan sintan tan .tan 1 tan tan . tan
cos cos 2 cos
dx x xdxI xdx x xdx xdx x xdx
x x x = = = − = − = − =
∫ ∫ ∫ ∫ ∫ ∫
2 2tan ( os ) tanln cos .
2 cos 2
x d c x xx C
x= + = + +∫
Cách 2:
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 52
( )23 23
2 3 3 3 3 2
1 os . (cos )sin sin .sin (cos ) (cos ) 1tan ln cos .
cos cos cos cos cos 2cos
c x d xx x xdx d x d xI xdx dx x C
x x x x x x
−= = = = − = − + = + +∫ ∫ ∫ ∫ ∫ ∫
Bình luận: Nhìn vào hai kết quả thu được từ hai phương án tính khác nhau, thoạt nhìn gây chúng ta cho cảm giác không biết cách nào đúng, cách nào sai. Nhưng quan sát kĩ, và thực hiện một phép biến đổi đơn giản ta thu được ngay cùng kết quả.
Thật vậy, tan
ln cos ln cos ln cos .cos cos
2
2 2
x 1 1 1 1x C 1 x C x C
2 2 x 2 x 2 + + = − + + = + + −
Do ( )10
2C C
′ ′− = =
nên thực chất hai nguyên hàm có cùng kết quả.
c)
( )3 3 23 2
1tan tan tan tan tan .tan tan 1 .tan tan
cosI x x dx xdx x dx x x dx xdx xdx x dx
x = + = + = + = − + =
∫ ∫ ∫ ∫ ∫ ∫ ∫
2
2
tantan . tan tan .
cos 2
dx xx xdx xdx C
x= − + = +∫ ∫ ∫
Bình luận: Cách giải bài trên là dựa vào cách giải truyền thống cho dạng toán này. Với các nguyên hàm có chứa tannx thì
thông thường ta tách theo sơ đồ: 2 2 2 2 22 2
1 1tan tan .tan tan . 1 tan . tan ...
cos cosn n n n nx x x x x x
x x− − − − = = − = −
với n
> 2. Quá trình tách cứ tiếp diễn đến cuối cùng xuất hiện tanx hoặc tan2x, mà cách nguyên hàm này đều có công thức tính. Tuy nhiên, với bài toán trên có một đặc điểm riêng mà ta có thể trình bày cách giải ngắn gọn hơn như sau:
( ) ( ) ( )2
3 23 2
tantan tan tan 1 tan tan . tan . tan .
cos 2
dx xI x x dx x x dx x x d x C
x= + = + = = = +∫ ∫ ∫ ∫
d) ( ) ( )3
24 4 2 2
1 tan1 tan tan tan .
cos cos cos 3
dx dx xI x d x x C
x x x= = = + = + +∫ ∫ ∫
Bình luận: Với những nguyên hàm có xuất hiện tanx kèm theo cos2nx ở mẫu số thì ta sử dụng phép phân tích như sau
( )
( )
122 2 2 2 2
2
1 1 1 1. tan 1 .
cos cos cos cos
tancos
n
n nx
x x x xdx
d xx
−
− = = + =
Dựa trên phép phân tích như trên ta có thể mở rộng thêm một số bài toán như sau:
� ( ) ( )2 5 3
221 6 4 2 2 2
1 1 tan 2 tan. 1 tan tan tan .
cos cos cos cos cos 5 3
dx dx dx x xJ x d x x C
x x x x x = = = = + = + + +
∫ ∫ ∫ ∫
� ( ) ( )2010 2013 2011
2010 2010 22 4 2 2
tan 1 tan tantan . . tan . 1 tan tan .
cos cos cos 2013 2011
x dx x xJ dx x x x d x C
x x x= = = + = + +∫ ∫ ∫
Ví dụ 2. Tính các nguyên hàm sau:
a) 5 3 5sin .cos
dxI
x x= ∫ b) 6 3 5sin .cos
dxI
x x= ∫
c) 7 2 22sin 5sin cos 3cos
dxI
x x x x=
− −∫ d) ( )8 2cos 3sin
dxI
x x=
−∫
Hướng dẫn giải:
a)
( )( )
( )( )
33 2
5 3 5 3 3 2 2 38
1 1 1 tantan
sin .cos tan cos cossin tancoscos
dx dx dx xI d x
x x x x xx xxx
+ = = = = = ∫ ∫ ∫ ∫
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 53
( ) ( ) ( )2 4 6
33
3
1 3tan 3tan tan 3tan tantan 3tan tan
tantan
x x xd x d xx x x
xx
−+ + + = = =+ + + ∫ ∫
2 4 2 4
52 2
1 3tan tan 1 3tan tan3ln tan 3ln tan .
2 4 2 42tan 2tan
x x x xx C I x C
x x= − + + + + → = − + + + +
b)
( )( ) ( ) ( )
5 23 3
6 25 5 23 33
1 3 3tan tan tan .
2cossinsin .cos 2 tancos
dx dxI x d x x C C
xxx x xx
− − −= = ⋅ = = − + = +∫ ∫ ∫
Bình luận: Trong cả hai nguyên hàm I5 và I6 ở trên chúng ta dễ dàng nhận thấy đặc điểm chung của hai nguyên hàm là mẫu số có chứa sinx và cosx với tổng lũy thừa là một số chắn. Phương pháp giải trên là cách giải tổng quát cho dạng nguyên hàm này. Tuy nhiên, nếu tổng lũy thừa quá lớn thì bài toán sẽ trở nên phức tạp hơn nhiều!
c) 7 2 22sin 5sin cos 3cos
dxI
x x x x=
− −∫
Ở mẫu số ta thấy có dạng biểu thức đẳng cấp bậc hai với sinx và cosx. Trong chuyên đề về phương trình lượng giác ta cũng biết cách giải cho loại phương trình đẳng cấp bậc hai này, với nguyên hàm cũng tương tự. Chia cả tử và mẫu số cho cos2x ta được:
( )2
7 2 2 2 2
2 2 2
tancos ; ( tan ).2sin 5sin cos 3cos 2tan 5tan 3 2 5 3cos cos cos
dxd x dtxI t x
x x x x x x t tx x x
= = = =− − − −− −
∫ ∫ ∫
7
(2 1) 2( 3) 1 1 2 1 3 1 tan 3ln ln .
( 3)(2 1) 7.( 3)(2 1) 7 3 7 2 1 7 2 1 7 2tan 1
dt t t dt dt t xI dt C C
t t t t t t t x
+ − − − −→ = = = − = + = +− + − + − + + +∫ ∫ ∫ ∫
d) ( ) ( )
( )( )
( )( ) ( )
2
8 2 2 2 2
1 3 tantan 1 1cos .3 3 1 3 tancos 3 sin 1 3 tan 1 3 tan 1 3 tan
dxd xd xdx xI C
xx x x x x
−−= = = = = +−− − − −
∫ ∫ ∫ ∫
Bình luận: Mẫu số trong nguyên hàm trên có dạng là một biểu thức lượng giác khá đặc biệt, thế nên ta cũng có thể tìm ra
một cách giải đặc biệt khác. Thật vậy, 1 3 π
cos 3sin 2 cos sin 2cos .2 2 3
x x x x x − = − = +
Từ đó ( )8 2
2 2
π1 1 π3
tan .π π4 4 3cos 3sin 4cos cos3 3
d xdx dx
I x Cx x x x
+ = = = = + +
− + +
∫ ∫ ∫
Bằng phép biến đổi lượng giác cho cách giải trên, hoặc khai triển công thức lượng giác cho cách giải dưới ta sẽ thu được cùng một kết quả. Nếu các em không tự tin với khẳng định đó thì thầy sẽ chứng minh điều này.
Thật vậy, ( )
( )
1 1π 1 3 tan 3tan tan1 π 1 1 tan 3 3 33tan . .π4 3 4 4 1 3 tan 4 1 3 tan1 tan .tan3
xx xx C C C C
x xx
− − + ++ + + + = + = + = + = − −−
( ) ( )
41 1 13
4 3 4 34 1 3 tan 3 1 3 tanC C
x x= − + + = + −
− −, rõ ràng ( )1
0.4 3
C C′ ′− = =
Ví dụ 3. Tính các nguyên hàm sau:
a) 49 cotI xdx= ∫ b) 10 5
cos
sin
xdxI
x= ∫ c) 11 1 sin 2
dxI
x=
+∫
Hướng dẫn giải:
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 54
a) 4 2 2 2 2 29 2 2
1cot cot .cot 1 cot cot cot
sin sin
dxI xdx x xdx xdx x xdx
x x = = = − = − =
∫ ∫ ∫ ∫ ∫
( )3 3
2 22 2
1 cot cotcot cot 1 cot .
sin 3 sin 3
x dx xxd x dx dx x x C
x x
− − = − − − = − + = + + +
∫ ∫ ∫ ∫
2) Xét 10 5
cos
sin
xdxI
x= ∫
Cách 1:
10 5 5 4
cos (sin ) 1.
sin sin 4sin
xdx d xI C
x x x
−= = = +∫ ∫
Cách 2:
( )4 2
210 5 4 2 2
cos cos 1 cot cot. cot . . cot . 1 cot . (cot ) .
sin sin sin sin sin 4 2
xdx x dx dx x xI x x x d x C
x x x x x= = = = − + = − − +∫ ∫ ∫ ∫
Bình luận: � Bằng phép xử lý lượng giác đơn giản ta cũng thu được cùng kết quả với hai cách giải trên.
� Tương tự như nguyên hàm của tanx, với nguyên hàm cotx mà có chứa sin2nx thì ta cũng sử dụng thủ thuật
phân tích ( )
( )
122 2 2 2 2
2
1 1 1 1. 1 cot .
sin sin sin sin
cotsin
n
n nx
x x x xdx
d xx
−
− = = + = −
để đưa về nguyên hàm cơ bản có chứa cotx và
cot2x đã biết.
c) ( )11 2
2 2
π1 1 π4
cotπ π1 sin 2 2 2 4sin cos 2sin sin4 4
d xdx dx dx
I xx x x x x
+ = = = = = − + + + + +
∫ ∫ ∫ ∫
Dạng 4. Nguyên hàm dùng biến đổi vi phân( ) ( )( ) ( )
+ + = −
− + = +
d Asin x Bcos x C Acos x B sin x dx
d A' sin x B' cos x C' A' cos x B' sin x dx
Cách giải:
� Các nguyên hàm dạng này thường sử dụng một số công thức lượng giác ( )2
2 2
1 sin 2x sin x cos x
cos2x cos x sin x
± = ±
= −
� Để tìm nguyên hàm, ta thường tìm vi phân của mẫu số: ( ) ( )d Asin x Bcosx C Acosx Bsin x dx+ + = −
Ví dụ . Tính các nguyên hàm sau:
a) 1
cos sinx
sinx cos
xI dx
x
−=+∫ b) 2
cos2
1 sin 2
xdxI
x=
+∫
c) ( )3 3
os2
sin cos
c x dxI
x x=
+∫ d) ( )
4
sin 2 2cos4
cos2 sin 4
x x dxI
x x
+=
−∫
Hướng dẫn giải:
a) Ta có ( ) ( ) ( )1
sin cossin cos cos sin ln sin cos .
sin cos
d x xd x x x x dx I x x C
x x
++ = − → = = + +
+∫
b) ( )
( )2 2
2 2
sin coscos2 cos sin cos sinln sin cos .
1 sin 2 sin cos sin cossin cos
d x xxdx x x x xI dx dx x x C
x x x x xx x
+− −= = = = = + ++ + ++∫ ∫ ∫ ∫
Bình luận:
Do ( ) ( )= = +1 1cos2xdx d sin2x d 1 sin2x
2 2 nên ta còn có thể giải theo cách lấy vi phân trực tiếp như sau:
( ) ( )+= = = + + = + + = + +
+ +∫ ∫2
2
d 1 sin2xcos2xdx 1 1 1I ln 1 sin2x C ln sin x cos x C ln sin x cos x C.
1 sin2x 2 1 sin2x 2 2
c) ( ) ( ) ( )
( )( )
2 2
3 3 3 2 2
sin cosos2 cos sin cos sin 1.
sin cossin cos sin cos sin cos sin cos
d x xc x dx x x x xI dx dx C
x xx x x x x x x x
+− − −= = = = = +++ + + +∫ ∫ ∫ ∫
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 55
d) Xét ( )
4
sin 2 2cos4
cos2 sin 4
x x dxI
x x
+=
−∫
Vi phân mẫu số ta có
( ) ( ) ( ) ( )cos2 sin 4cos2 sin 4 2sin 2 4cos4 sin 2 2cos4
2
d x xd x x x x dx x x dx
−− = − − → + = −
Từ đó ta được ( ) ( )
4
sin 2 2cos4 cos2 sin 41 1ln cos2 sin 4 .
cos2 sin 4 2 cos2 sin 4 2
x x dx d x xI x x C
x x x x
+ −= = − = − − +
− −∫ ∫
BÀI TẬP LUYỆN TẬP:
1) 2
1 2
sin
1 cos
xI dx
x=
+∫ 2) 2 3 3sin cos
dxI
x x= ∫ 3) 3 2(sin 2cos )
dxI
x x=
−∫
4) 4 2 2sin 6cos
dxI
x x=
−∫ 5) 5 2 2sin 9cos
dxI
x x=
−∫ 6) 6 2 2sin 2cos 1
dxI
x x=
− +∫
7) ( )37 cot cotI x x dx= +∫ 8) 8
2cos 3sin
2sin 3cos 1
x xI dx
x x
−=− +∫
Dạng 5. Nguyên hàm dùng biến đổi vi phân( )
→± ± ← →+ − ←
∓2 2
4 4
d( Asin x Bcos x C ) ( A B )sin2x dx
d sin x cos x sin4x dx
Cách giải:
� Ta có ( )24 4 2 2 2 2 21 1 1 cos4 3 1sin cos sin cos 2sin .cos 1 sin 2 1 . cos4 .
2 2 2 4 4
xx x x x x x x x
−+ = + − = − = − = +
Từ đó ( )4 4 3 1sin os os4 sin 4 .
4 4d x c x d c x xdx
+ = + = −
� Dạng nguyên hàm này thường được “ngụy trang” vào các hàm số có vẻ phức tạp, nên các bạn hãy cố gắng nhớ được vi phân của nó. � Với các nguyên hàm lượng giác mà mẫu số có vẻ “dài dòng” thì một kinh nghiệm là các em hãy lấy vi phân của mẫu số xem tử số có quan hệ gì với vi phân đó hay không ?
�Chú ý: Ngoài hai công thức trên, dạng nguyên hàm này cũng có thể chứa + = −6 6 23sin x cos x 1 sin 2x.
4
Ví dụ 1. Tính các nguyên hàm sau:
a) 1 2 2
sin 2
cos 4sin
xI dx
x x=
+∫ b) 2 2 2
sin 2
2sin 4cos2 5cos
x dxI
x x x=
− +∫
Hướng dẫn giải:
a) Ta có ( ) ( )2 2cos 4sin 2sin .cos 8sin .cos 6sin .cos 3sin 2d x x x x x x dx x xdx xdx+ = − + = =
( )2 21sin 2 cos 4sin .
3xdx d x x→ = +
Từ đó ( ) ( )2 2 2 2
2 21 2 2 2 2 2 2
cos 4sin cos 4sinsin 2 1 2 2cos 4sin .
3 3 3cos 4sin cos 4sin 2 cos 4sin
d x x d x xxI dx x x C
x x x x x x
+ += = = = + +
+ + +∫ ∫ ∫
Bình luận: Ngoài cách giải như trên, chúng ta có thể mạnh dạn vận dụng kiến thức lượng giác để biến đổi mẫu số gọn
gàng hơn như sau + −+ = + = − +2 2 1 cos2x 1 cos2x 3 5
cos x 4 sin x 4. cos2x2 2 2 2
Khi đó
− + − + = = = = − + +
− + − + − +∫ ∫ ∫1
3 5 3 5d cos2x d cos2x
sin2x dx 1 2 2 3 52 2 2 2I cos2x C.
3 3 3 2 23 5 3 5 3 5cos2x cos2x 2 cos2x
2 2 2 2 2 2
Rõ ràng hai kết quả thu được hoàn toàn giống nhau!
b) Ta có ( ) ( )2 2 5 5 72sin 4cos2 5cos 1 cos2 4cos2 1 cos2 cos2
2 2 2x x x x x x x− + = − − + + = − +
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 56
Khi đó ( )
2
5cos2 7sin 2 sin 2 2 22 ln 5cos2 7 .
5 7 5cos2 7 5 5cos2 7 5cos22 2
d xxdx x dxI x C
x xx
−= = − = = − +
− −− +∫ ∫ ∫
Ví dụ 2. Tính các nguyên hàm sau:
a) 1 4 4
2sin 4
sin cos
xdxI
x x=
+∫ b) ( )2 20104 4
sin 4
sin cos
x dxI
x x=
+∫
c) 3 4 4
sin 2 2cos2
sin cos
x xI dx
x x
+=+∫ d) 4 6 6
sin cos
sin cos
x xI dx
x x=
+∫
Hướng dẫn giải: Bình luận: Ngoài cách giải truyền thống cho loại nguyên hàm này bằng cách lấy vi phân trực tiếp cho biểu thức ở mẫu số, ở đây thầy giới thiệu cách làm thiên về biến đối lượng giác kết hợp với vi phân. a) Ta có
4 4 21
1 1 1 cos4 3 1 2sin 4 4sin 4sin cos 1 sin 2 1 . cos4
2 2 2 4 4 3 1 3 cos4cos4
4 4
x xdx xdxx x x x I
xx
−+ = − = − = + → = = =++
∫ ∫
1
(cos4 ) (3 cos4 )2 2 3 cos4 2 3 cos4 .
3 cos4 2 3 cos4
d x d xx C I x C
x x
+= − = − = − + + → = − + ++ +∫ ∫
b) Tương tự, thay ( )4 4
2 2010 2010
cos43 1 sin 4 1sin cos cos4
4 4 43 1 3 1cos4 cos4
4 4 4 4
d xxdxx x x I
x x
+ = + → = = − = + +
∫ ∫
( )2010 2009 20094 4
1 3cos4
1 14 4.
3 1 3 1 2009 sin coscos4 2009 cos44 4 4 4
d xC C
x xx x
+ = − = + = +
++ +
∫
c) 3 4 4 2 2 22
sin 2 2cos2 sin 2 2cos2 2sin 2 4cos2 2sin 2 4cos21sin cos 2 sin 2 2 sin 2 2 sin 21 sin 22
x x x x x x x xI dx dx dx dx dx
x x x x xx
+ + += = = = ++ − − −−
∫ ∫ ∫ ∫ ∫
���� ( ) ( ) 12 2 22
2sin 2 2sin 2 2sin 2 (cos2 )arctan cos2 .
2 sin 2 1 cos 2 1 cos 22 1 cos 2
x x x d xdx dx dx x C
x x xx= = = − = +
− + +− −∫ ∫ ∫ ∫
���� ( ) ( )( )( )2 2 2
2 24cos2 (sin 2 ) 2 1 1 12 2
2 sin 2 2 sin 2 2 2 2 2 2 22 2
t tx d x dtdx dt dt
x x t t tt t
+ − −− − = = = = − = − − − − + − +∫ ∫ ∫ ∫ ∫
2 2
1 2 1 sin 2 2ln ln .
2 2 2 sin 2 2
t xC C
t x
− − − −= + = ++ +
Từ đó ta được ( ) ( )3 1 2
1 sin 2 2 1 sin 2 2arctan os2 ln arctan os2 ln .
2 sin 2 2 2 sin 2 2
x xI c x C C c x C
x x
− − −= + + + = − ++ +
d) Ta có 4 2 226 6 2
1 1sin cos sin 2 sin 2 2sin 2 (cos2 )2 2 .33 4 3sin 2 4 3 3cos 21 sin 2sin cos 1 sin 244
x x x x x d xI dx dx
x xxx x x
= − → = = =− − + −+ = −
∫ ∫ ∫
Đặt
( )( )
( )( ) ( )4 2 2 2
31 1 1cos2 arctan 3 arctan 3 cos2
1 3 3 3 33 1 3 1
d tdt dtt x I t C x C
t t t
−= → = = − = − = − + = − ++ + +
∫ ∫ ∫
Dạng 6. Nguyên hàm dùng biến đổi vi phân → → +← ←
2
2
x dx 1 xd tan 1 tan dx
x2 2 22cos2
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 57
Cách giải:
� Xét nguyên hàm =+ +∫1 Asin cos
dxI
x B x C
Để tính nguyên hàm trên ta xét hai trường hợp: � Nếu
( )2 2 2 2 2 2 2 2sin cos sin cos cos φC A B A x B x C A x B x A B A B x A B= ± + → + + = + ± + = + + ± +
Ở đây, ta đã biết phép biến đổi lượng giác ( )( )
2 2
2 2
os αAsin cos
os β
A B c xx B x
A B c x
+ ++ =
+ +
Khi đó ( ) ( )
2 2 2
1 2 2 2 2 2 2
2 2 2
1α
2cos21
1cos α 1cos αα
2sin2
dxxA B
dx dxI
dxxA B x A B A BxA B
+ + = = =
−+ ±+ + ± + ++ +
∫
∫ ∫∫
� Nếu 2 2C A B≠ ± + thì ta đặt
22
2
2
2
2
1 1 21 tan
2 2 2 1cos2
2tan sin
2 1
1cos
1
dx x dtdt dx dx
x t
x tt x
t
tx
t
= = + → = +
= → =+−=+
Thay vào ta tính được I1 là nguyên hàm theo ẩn t.
�Chú ý: Một số công thức tính nhanh:
π πsin x cos x 2 sin x 2 cos x
4 4
π π3 sin x cos x 2sin x 2cos x
6 3
π πsin x 3 cos x 2 sin x 2cos x
3 6
+ = + = −
+ = + = −
− = − = − +
Ví dụ 1. Tính các nguyên hàm sau:
a) 1sin cos 2
dxI
x x=
+ +∫ b) 23sin cos 2
dxI
x x=
− −∫
c) 3 3sin cos 1
dxI
x x=
+ +∫ d) 4 sin cos 1
dxI
x x=
− −∫
Hướng dẫn giải:
a) 1sin cos 2
dxI
x x=
+ +∫
Ta có 2 2 1 1 π1 1 2 sin cos 2 sin cos 2 cos .
42 2x x x x x
+ = → + = + = −
12 2
π1 1 1 1 π2 8
tan .π π π π 2 82 2 2 22 cos 2 1 cos 2cos 2cos4 4 2 8 2 8
xd
dx dx dx xI C
x xx x
− = = = = = − +
− + + − − −
∫ ∫ ∫ ∫
Vậy 1
1 πtan .
2 82
xI C
= − +
Bình luận:
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 58
Trong nguyên hàm trên, ở biểu thức sinx + cosx ta thống nhất chuyển về hàm cos để sử dụng công thức lượng
giác 2
2
a dx dx1 cos a 2cos
a2 1 cos a 2cos2
+ = → =+∫ ∫
b) Ta có 3 1 π
3sin cos 2 sin cos 2cos .2 2 3
x x x x x − = − = − +
22
π1 1 1 π2 6
tan .π π π2 2 2 2 63sin cos 2 2cos 2 1 cos cos3 3 2 6
xd
dx dx dx xI C
xx x x x
+ = = = − = − = − + +
− − − + − + + +
∫ ∫ ∫ ∫
c) Đặt 22
2
1 1 2tan 1 tan
2 2 2 2 1cos2
x dx x dtt dt dx dx
x t
= ⇒ = = + → = +
Ta có 2
2 2
2 1sin ; cos
1 1
t tx x
t t
−= =+ +
Khi đó
2
3 2 2 2
2 2
2dt2dt 2dt 1 d(6t 2) 1 1 x1 tI ln 6t 2 C ln 6 tan 2 C.
6t 1 t 6t 1 t 1 t 6t 2 3 6t 2 3 3 21
1 t 1 t
++= = = = = + + = + +− + − + + + ++ +
+ +
∫ ∫ ∫ ∫
d) Đặt 22
2
1 1 2tan 1 tan
2 2 2 2 1cos2
x dx x dtt dt dx dx
x t
= ⇒ = = + → = +
Ta có 2
2 2
2 1sin ; cos
1 1
t tx x
t t
−= =+ +
Khi đó 2
4 2 2 2
2 2
221 ln ln tan .
sin cos 1 22 1 2 1 11
1 1
dtdx dt dt xtI t C C
x x tt t t t t
t t
+= = = = = + = +− − − − + − −− −
+ +
∫ ∫ ∫ ∫
� Xét nguyên hàm + +=
′ ′ ′+ +∫2Asin cos
A sin cosx B x C
I dxx B x C
Với dạng nguyên hàm này ta sẽ sử dụng phương pháp đồng nhất như với nguyên hàm của hàm phân thức hữu tỉ
đã xét bằng việc phân tích: ( ) ( )cos sin sin cossin cos
sin cos sin cos
m A x B x n A x B x C pA x B x C
A x B x C A x B x C
′ ′ ′ ′ ′− + + + ++ + =′ ′ ′ ′ ′ ′+ + + +
Đồng nhất theo các hệ số của sinx và cosx ta được
A mB nA m
B mA nB n
C nC p p
′ ′= − + ′ ′= + → ′= +
Từ đó ta được ( )
2
cos sinAsin cos
A sin cos sin cos sin cos
m A x B x dxx B x C dxI dx n dx p
x B x C A x B x C A x B x C
′ ′−+ += = + + =′ ′ ′ ′ ′ ′ ′ ′ ′+ + + + + +∫ ∫ ∫ ∫
ln sin cossin cos
dxm A x B x C nx p
A x B x C′ ′ ′= + + + +
′ ′ ′+ +∫
Ví dụ 2. Tính các nguyên hàm sau:
a) 1
sin 3cos 1
sin cos 2
x xI dx
x x
+ −=+ +∫ b)
( )2 2
7sin 5cos
3sin 4cos
x xI dx
x x
−=+∫
Hướng dẫn giải:
a) Ta có phân tích
1 1sin 3cos 1 (cos sin ) (sin cos 2)
3 2sin cos 2 sin cos 2
1 2 5
A B Ax x A x x B x x C
A B Bx x x x
B C C
= − + = + − − + + + + = → = + ⇔ = + + + + − = + = −
Từ đó 1
(cos sin ) 2(sin cos 2) 5 (cos sin )2 5
sin cos 2 sin cos 2 sin cos 2
x x x x x x dx dxI dx dx
x x x x x x
− + + + − −= = + − =+ + + + + +∫ ∫ ∫ ∫
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 59
(sin cos 2)2 5 ln sin cos 2 2 5 .
sin cos 2
d x xx J x x x J
x x
+ += + − = + + + −+ +∫
Xét sin cos 2
dxJ
x x=
+ +∫ . Đặt
22
2
2
2
2
1 1 21 tan
2 2 2 1cos2
2tan sin
2 1
1cos
1
dx x dtdt dx dx
x t
x tt x
t
tx
t
= = + → = +
= → =+−=+
Khi đó ( )
( ) ( )2
2 22 2 2 2
2 2
22 12 21
2 1sin cos 2 2 1 2 2 2 3 1 221 1
dtd tdx dt dttJ
t tx x t t t t t tt t
++= = = = = =−+ + + − + + + + + ++ +
+ +
∫ ∫ ∫ ∫ ∫
1 1
tan 1 tan 12 1 2 2arctan 2 arctan ln sin cos 2 2 5 2 arctan .2 2 2 2
x xt
C C I x x x C
+ + + = + = + → = + + + − +
b) Ta có phân tích
( )( ) ( )
( )2 2
437 4 33cos 4sin 3sin 4cos7sin 5cos 25
5 3 4 13sin 4cos 3sin 4cos25
AA BA x x B x xx x
A Bx x x x B
= −= − +− + + − = → ⇔ − = ++ + =
Từ đó ta có ( )
( ) ( )( )2 2 2
43 13cos 4sin 3sin 4cos7sin 5cos 25 25
3sin 4cos 3sin 4cos
x x x xx xI dx dx
x x x x
− − + +−= = =+ +∫ ∫
( )( )
( )( )2 2
3cos 4sin 3sin 4cos43 1 43 1
25 25 3sin 4cos 25 25 3sin 4cos3sin 4cos 3sin 4cos
x x dx d x xdx dxdx
x x x xx x x x
− += − + = − + =
+ ++ +∫ ∫ ∫ ∫
( )43 1
.25 3sin 4cos 25
Jx x
= ++
Xét .3sin 4cos
dxJ
x x=
+∫ Đặt
22
2
2
2
2
1 1 21 tan
2 2 2 1cos2
2tan sin
2 1
1cos
1
dx x dtdt dx dx
x t
x tt x
t
tx
t
= = + → = +
= → =+−=+
2
2 2
2 2
21 (2 1) 2( 2)1
3sin 4cos (2 1)( 2) 5 (2 1)( 2)6 4(1 ) 2 3 2
1 1
dtdx dt dt t ttJ dt
x x t t t tt t t t
t t
− − ++= = = = = − =+ − + − +− + −−
+ +
∫ ∫ ∫ ∫ ∫
1 1
2tan 11 2 1 1 1 2 1 1 2ln 2 ln 2 ln 2 1 ln ln .5 5 2 1 5 5 5 2 5 tan 2
2
xdt t
t t t C C Cxt t
−−= − + + = − + + − + = + = +− + +
∫
Vậy ( )2
2tan 143 1 2ln .25 3sin 4cos 125 tan 2
2
x
I Cxx x
−= + +
+ +
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 60
BÀI TẬP LUYỆN TẬP:
1) 1 2 2
sin 2
3sin x cos
xdxI
x=
+∫ 2) 2 2 2 2 2
cos sin
sin cos
x xdxI
a x b x=
+∫ 3) 3
sin cos
sin cos 2
x xI dx
x x
−=+ +∫
4) 4cos sin 2
dxI
x x=
− −∫ 5) 53cos sin 2
dxI
x x=
− +∫ 6) 6cos sin 2
dxI
x x=
+ +∫
7) 7
sin 3cos 1
sin cos 2
x xI dx
x x
+ −=+ +∫ 8) 8 3sin cos
dxI
x x=
+∫ 9) 9
sin cos 1
sin 2cos 3
x xI dx
x x
− +=+ +∫
10) 10 4 4
sin 4
sin cos
xdxI
x x=
+∫ 11) ( )11 2 4 4
sin 4
cos sin cos
x dxI
x x=
+∫ 12) ( )12 4 4
sin 4
tan sin cos
xdxI
x x=
+∫
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 61
Ví dụ 1. Tính các tích phân sau:
1) ( )4
3
1
4 .x x dx+∫ 2) ( )4
3
0
2 2 1 .x x dx+ +∫ 3) 9
1
12 x + .
xdx
∫ 4)
( )24
31
1.
xdx
x
−∫
Hướng dẫn giải:
1) ( )4 44 34 4 4 4
3 3 3 32
1 11
2 8 4 8 1 8 9894 4. 4 1
4 3 4 3 4 3 4 3 12
x xx x dx x x
+ = + = + = + − + =
∫
2) ( ) ( )4 4 42 24
3 33
0 00
3 1 32 2 1 2. 2 . . 2 24 0 24
2 4 2 2 2
x xx x dx x x x x x
+ + = + + = + + = − =
∫
3) 9 9 9 91 1 3 1
3 3 32 2 2 2
1 11 1
1 2 4 4 4 1162 x + 2 +x 2. 2 2 9 2 9 1 2 1
3 3 3 3 3xdx x dx x x x x
− = = + = + = + − + =
∫ ∫
4) ( )2
4 4 4 4 45 33 22 2
3 3 2 3 2511 1 1 1
1 2 1 1 2 1 1 1 2 12 2.
3 2
x x xdx dx dx x x dx x x
x x x x x xx
− −− −− − += = − + = − + = − + −
∫ ∫ ∫ ∫
4
2 2 23 3 31
1 4 1 1 4 1 4 1 11 1 51
2 4 2.4 2.1 96 6 963 3 4 3 1x xx
= − + − = − + − − − + − = − + =
Ví dụ 2. Tính các tích phân sau:
1) 4
2
0
sin .2
xdx
π
∫ 2) 4
20
cos
dx
x
π
∫ 3) 3
2
4
tan
cos
xdx
x
π
π∫ 4)
23
40
tan
cos
xdx
x
π
∫
Hướng dẫn giải:
1) ( ) ( ) ( )4 4
42
0 0 0
1 1 1 1 2sin 1 cos sinx sin 0 sin 0
2 2 2 2 4 4 2 8 4
xdx x dx x
π ππ
π π π = − = − = − − − = − ∫ ∫
2) ( )4
4
20 0
tan tan tan0 14cos
dxx
x
ππ
π= = − =∫
3) ( )23 3 3
2
4 4 4
tan tan 3 1tan . tan 1
cos 2 2 2
xdx xx d x
x
π π π
π π π
= = = − =∫ ∫
4) ( ) ( )
2 22 5 3 5 33 3 334 2
4 20 0 0
0
tan tan 1tan tan tan 3 3 14 3tan tan (tan )
cos cos 5 3 5 3 5
x x dxxdx x xx x d x
x x
π π ππ+
= = + = + = + =
∫ ∫ ∫
Ví dụ 3. Tính các tích phân sau:
1) 4 2
2
2 5.
1
x xdx
x
− +−∫ 2)
2
1
ln.
ex
dxx∫ 3) 2
21
1 1.
e
x x dxx x
+ + + ∫
Hướng dẫn giải:
09. CÁC TÍNH TOÁN CƠ BẢN VỀ TÍCH PHÂN
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 62
1)
( ) ( )4 4 4 42
2
22 2 2
2 1 1 62 5 62 1 6ln 1 20 6ln3 6 14 6ln3
1 1 1
x x xx xdx dx x dx x x x
x x x
− + − +− + = = + + = + + − = + − = + − − − ∫ ∫ ∫
2) 2 3
2
11 1
ln ln 1 1ln . (ln ) 0
3 8.3 24
e e ex xdx x d x
x
= = = − =
∫ ∫
3) 2 3 2 3 3 2
22
11
1 1 1 1 1 1 1 7ln 1 1
2 3 2 3 2 3 3 2 6
e ex x e e e ex x dx x
x x x e e
+ + + = + − + = + − + − − + = + − − ∫
BÀI TẬP LUYỆN TẬP:
1) 4
1
dx
x∫ 2) 1 2
0
2 3
2
− +−∫
x xdx
x 3)
π
3
0
πsin
2 3 + ∫
xdx
4)
π
22
π
4
sin 2∫ xdx 5) ( )π
32
0
cos2 sin−∫ x x dx 6) 6
20 cos2
π
∫dx
x
7)
π
2
4π
6
sin∫dx
x 8)
π
6
2π
3sin
2
−
−
∫dx
x 9)
π24
2π
6
cot
sin∫xdx
x
10) 4
0 2 1+∫dx
x 11)
2
1
1
4 3
−+∫
xdx
x 12)
2
0
4 1
3
+−∫x
dxx
13) 1
2
0
1
3 2 + + ∫ x dx
x 14)
2
1
ln∫e x
dxx
15) ln 2
2
0∫
xe dx
16) 2
ln3
1∫
xxe dx 17) 2ln 2
1∫
xedx
x 18)
8
3 21
14
3
−
∫ x dx
x
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 63
Ví dụ 1. Tính các tích phân sau:
1) 2
2 3
0
1 .x x dx+∫ 2) ( )2
32
0
4 .x x dx+∫ 3) 1 2
30
3.
2
xdx
x +∫ 4) 19
3 20
.8
xdx
x +∫
Hướng dẫn giải:
1) ( ) ( ) ( )2 22 2 3
32 3 3 3 3 32
00 0 0
1 1 2 2 541 1 1 . 1 1 6.
3 3 3 9 9x x dx x d x x x+ = + + = + = + = =∫ ∫
2) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )522 2 5 2 23 32 2 2 2 2
0 00 0
41 1 2 128 2 324 4 4 . 4
2 2 5 5 5
xx x dx x d x x
+ −+ = + + = + = =∫ ∫
3) ( ) ( )1 12 1
3 3
3 3 00 0
3 12 2 2 2 3 2 2
2 2
xdx d x x
x x= + = + = −
+ +∫ ∫
4) ( ) ( ) ( )
219 19 2 19 1922 233
3 32 20 0 0 0
81 1 3 3 27 15. . 8 8 3
2 2 2 4 4 48 8
d xxdxx x
x x
+= = + = + = − =
+ +∫ ∫
Ví dụ 2. Tính các tích phân sau:
1) 3
30
sin.
cos
xdx
x
π
∫ 2) 2
4
3
sin cos .x xdx
π
π∫ 3)
4
0
sin 4 os4 .x c xdx
π
∫ 4) 4
40
tan.
cos
xdx
x
π
∫
Hướng dẫn giải:
1) ( )3 3 3 2
3
3 20 0 0 0
sin tan tan 3tan . tan
2 2cos cos
x x xdx dx x d x
x x
π π ππ
= = = =∫ ∫ ∫
2) ( )52 2 5 2
4 4
33 3
sin 1 1 3 1 9 3sin cos sin . sin .
5 5 5 2 5 160
xx xdx x d x
π π π
ππ π
= = = − = −
∫ ∫
3) ( ) ( )34 4
4 432
0 0 0 0
1 1 2 1sin 4 os4 sin 4 sin 4 . sin 4 sin 4 0
4 4 3 6x c xdx x d x x x
π ππ π
= = = =∫ ∫
4) ( ) ( )7 34 4
42 2 24
0 00
tan 2 2 20tan tan 1 tan tan tan
cos 7 3 21
xdx x x d x x x
x
π ππ
= + = + =
∫ ∫
Ví dụ 3. Tính các tích phân sau:
1)
2ln 3
1
.xe
dxx∫ 2)
4 2tan
20
.cos
π
∫xe
dxx
3) ( )1
.3ln 2
e dx
x x+∫ 4) 1
1 ln.
e xdx
x
+∫
Hướng dẫn giải:
1) ( )2 2 2 2ln 3 ln 3 ln 3 ln 3
11 1 1
2. 2. 2 6 22
x xx xe e
dx dx d e e ex x
= = = = −∫ ∫ ∫
10. PHƯƠNG PHÁP VI PHÂN TÍNH TÍCH PHÂN
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 64
2) ( )π π π
π4 4 42tan2tan 2tan 2tan 24
2 00 0 0
1 1 1(tan ) (2 tan ) 1
2 2 2cos= = = = −∫ ∫ ∫
xx x xe
dx e d x e d x e ex
3) ( )( )
11 1
3ln 21 1 ln5 ln 2 1 5ln 3ln 2 .ln
3ln 2 3 3ln 2 3 3 3 2
e e ed xdxx
x x x
+ −= = + = =+ +∫ ∫
4) ( ) ( ) ( )3
32
1 11 1
1 ln 2 2 4 2 21 ln . 1 ln . 1 ln 1 ln
3 3 3
e e e exdx x d x x x
x
+ −= + + = + = + =∫ ∫
BÀI TẬP LUYỆN TẬP:
1) 3 4
2 3
0
5+∫ x x dx 2)
12
2
0
1−∫ x x dx 3) 4
0 2 1+∫dx
x
4) 6
31 2− +∫
dx
x 5)
12
2
5 2−
−∫ x dx 6)
22
33
1
3 5+∫ x dx
7) ( )
1
220
5
4+∫
xdx
x 8)
1
2
20 1−∫
xdx
x 9)
2 2
3 30
3
1+∫
xdx
x
10) 4
2
0
9+∫ x x dx 11)
π
2
π
4
cos∫
xdx
x 12)
π
2
0
cos sin∫ x xdx
13)
π
23
π
6
sin cos∫ x xdx 14)
π
23
0
sin cos∫ x xdx 15)
π
33
20
tan
cos∫x
dxx
16)
π32
2π
4
cot
sin∫x
dxx
17)
π
6
2π
4
cot
sin∫x
dxx
18) ( )
π
2
2π
6
3cos
1 5sin−∫xdx
x
19)
π
2
π
6
cos
4sin x 1−∫xdx
20) 3
1
ln∫e x
dxx
21)
π
2
0
sin
1 3cos+∫xdx
x
22) 2
11
0
. +∫
xx e dx 23)
π2 tan2
20 cos∫
xedx
x 24) ( )
π
2sinx
0
cos cos+∫ e x xdx
25) 2ln 3
1
+
∫e xe
dxx
26)
π
2
0
cos 1 4sin+∫ x x dx 27) 2
1
1 ln+∫e x
dxx
28) 1
2 ln
2
+∫e x
dxx
29) ( )
π
6
30
cos
2sin 1+∫xdx
x 30)
π
2
π
3
6cos 1sin+∫ x xdx
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 65
I. ĐẶT ẨN PHỤ LƯỢNG GIÁC
� sin2 2
2 2 2 2 2
cos
sin cosx a t
dx a tdta x
a x a a t a t=
=− →− = − =
� 22 2
tan
2 22 2 2 2 2
cos
tancos
x a t
adtdx
ta xaa x a x a a t
t
=
= + → + + = + =
� 2
2 2 sin2
2 2 22
cos
sin
cotsin
ax
t
a dtdx
tx a
ax a a a t
t
=
− =− → − = − =
Chú ý: Sau khi đặt ẩn phụ ta phải đổi cận theo ẩn phụ vừa đặt Ví dụ 1: Tính các tích phân sau
1.
12
21
0
1I x dx= −∫ 2. 3 2
2 21
9 3xI dx
x
+= ∫ 3.
222
3 20 1
xI dx
x=
−∫
4. 3
4 20 9
dxI
x=
+∫ 5.
4
3 2
5 32
4xI dx
x
−= ∫
Hướng dẫn giải:
1. Đặt 2 2
cossin
1 1 sin cos
dx tdtx t
x t t
== ⇒ − = − =
Đổi cận : 0 0
cos cos1 π
2 6
x tt t
x t
= ⇒ = → = = ⇒ =
π π π1 π6 6 62 6
2 2 21
00 0 0 0
1 1 1 π 31 1 sin cos cos (1 cos2 ) sin 2
2 2 4 12 8I x dx t tdt tdt t dt x t
⇒ = − = − = = + = + = +
∫ ∫ ∫ ∫
2. Đặt 2
2 2
3
cos3 tan
39 3 9 9tan
cos
dtdx
tx t
x tt
=
= ⇒ + = + =
Đổi cận :
π1
6 cos cosπ
34
x tt t
x t
= ⇒ = → = = ⇒ =
π π π π3 2 24 4 4 4
2 22 2 2 2 2 22π π π π1
26 6 6 6
π π
4 4
2 2 2 2π π
6 6
9 3 9 9tan cos3 3 3 3
sin3tan cos cos .sin cos .sincos .cos
cos
(sin ) 1 1 1 13 3 (sin ) 3
(1 sin ).sin 1 sin sin 2(1 sin ) 2(1 si
x t dt dt tdtI dx dt
tx t t t t t tt t
t
d td t
t t t t t
+ += = = = = =
= = + = + − − − +
∫ ∫ ∫ ∫ ∫
∫ ∫
π
3
2π
6
1(sin )
n ) sind t
t t
+ =
∫
11. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 66 π π π π π4 4 4 4 4
2πππ π π666 6 6
3 (sin ) 3 (sin ) (sin ) 3 1 sin 3 3 2 2 63 ln ln ln3 6
2 1 sin 2 1 sin sin 2 1 sin sin 2 2 2 2
d t d t d t t
t t t t t
+ += + + = − = − + − − + − − ∫ ∫ ∫
3. Đặt 2 2
cossin
1 1 sin cos
dx tdtx t
x t t
== ⇒ − = − =
Đổi cận :
0 0
cos cos2 π
2 4
x t
t tx t
= ⇒ = → =
= ⇒ =
π π π π π π2 2 24 4 4 4 4 4
23 2 2
0 0 0 0 0 0
sin cos sin cos 1 1 1 π 1sin (1 cos2 ) sin 2 .
cos 2 2 4 8 41 1 sin
x dx t t t tI dt dt tdt t dt t t
tx t
= = = = = − = − = − − −∫ ∫ ∫ ∫ ∫
4. Đặt ( )
( )
22
2 2
33 1 tan
cos3tan9 9 1 tan
dtdx t dt
tx tx t
= = += ⇒ + = +
Đổi cận :
π π3 24 4
4 2 200 0
0 0(1 tan ) 1 π
3π9 9 9tan 3 123
4
x tdx t dt
I tx tx t
= ⇒ = + → = = = = + += ⇒ =∫ ∫
5. Đặt 2
22
2
2cos
sin2
sin os4 4 2 cot
sin
tdtdx
tx
t c tx t
t
= −= ⇒ − = =
Đổi cận :
π2
2cot cot
4 π
33
x tt t
x t
= ⇒ = → = = ⇒ =
( )4 π π π π3 2 3 2 2 2
25 3
π2π π π2332 3 3
4 2cos .2cos 1 1 1 1 π 3cos 1 cos2 sin 2
8 2 4 4 2 24 16sin .sin .sin
x t tI dx dt tdt t dt t t
x t tt
− = = − = = + = + = −
∫ ∫ ∫ ∫
II. ĐẶT ẨN PHỤ t = f(x)
� Trong biểu thức của f(x)dx có chứa căn thì đặt căn đó bằng t.
� Trong biểu thức của f(x)dx có chứa biểu thức lũy thừa bậc cao thì đặt biểu thức đó bằng t.
� Trong biểu thức của f(x)dx có chứa hàm mũ với biểu thức trên mũ là một hàm số thì đặt biểu thức trên mũ
bằng t.
Ví dụ 2: Tính các tích phân sau:
1. 7 3
1 3 20 1
x dxI
x=
+∫ 2.5
202
4
( 4)I x x dx= −∫ 3. 1
15 83
0
1 3I x x dx= +∫
4. 4
1
1 3ln lne x xI dx
x
+= ∫ 5. 3
2
51
ln
ln 1
e xI dx
x x=
+∫ 6. 2 2
5 22
1
1
xI dx
x x
−
−
+=+∫
Hướng dẫn giải:
1. Đặt 2
3 2 2 3
2 3
2 31 1
1
xdx t dtx t x t
x t
=+ = ⇔ + = ⇒ = −
Đổi cận : 27 7 2 23 2 3 2 5 2
41 3 32 2
0 0 1 1 1
0 1 . 3 ( 1) 3 3 3 141( )
2 2 10 4 207 2 1 1
x t x dx x xdx t t t tI dt t t dt
tx t x x
= ⇒ = − → = = = = − = − = = ⇒ = + +
∫ ∫ ∫ ∫
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 67
2. Đặt 44
dx dtx t
x t
=− = ⇒ = +
Đổi cận :
15 1 1 1 22 2120 20 21 20
2
4 0 0 0 0
4 0 4 109( 4) ( 4) 4
5 1 22 21 462
x t t tI x x dx t t dt t dt t dt
x t
= ⇒ = → = − = + = + = + = = ⇒ =
∫ ∫ ∫ ∫
3. Đặt
7 7
8 8 2
28
24 212
1 3 1 31
3
tdtx dx tdt x dx
x t x tt
x
= ⇒ =+ = ⇔ + = ⇒ − =
Đổi cận : 0 1
1 2
x t
x t
= ⇒ = = ⇒ =
21 2 2 22 5 315 8 8 8 7 4 2
3
0 1 1 1 1
1 ( 1) 1 1 291 3 1 3 . . . ( ) .
12 3 36 36 5 3 270
t t tI x x dx x x x dx t tdt t t dt
−→ = + = + = = − = − =
∫ ∫ ∫ ∫
4. 4
1 1
1 3ln ln1 3ln ln (ln )
e ex xI dx x xd x
x
+= = +∫ ∫
Đặt 2 2
3 (ln ) 2
1 3ln 1 3ln 1ln
3
d x tdt
x t x t tx
=+ = ⇔ + = ⇒ −=
Đổi cận :
22 22 5 34 2
4
1 1 1 1
1 1 1 2 2 2 2 1161 3ln ln (ln ) . . ( ) .
3 2 3 3 9 45 27 135
ex t t t tI x xd x t tdt t t dt
x t
= ⇒ = −→ = + = = − = − = = ⇒ = ∫ ∫ ∫
5. 3 3
2 2
5
1 1
ln ln(ln )
ln 1 ln 1
e ex xI dx d x
x x x= =
+ +∫ ∫
Đặt 2
2
(ln ) 21 ln 1 ln
ln 1
d x tdtx t x t
x t
=+ = ⇔ + = ⇒
= −
Đổi cận : 3 22 22 2 2 5 3
4 253
1 1 1 1
1 1 ln ( 1) 2 2 76(ln ) 2 ( 2 1) 2 .
5 3 152 ln 1
ex t x t t t tI d x dt t t dt t
tx e t x
= ⇒ = −→ = = = − + = − + = = ⇒ = + ∫ ∫ ∫
6. Đặt 2 2 2
2 21 1
1
xdx tdtx t x t
x t
=+ = ⇔ + = ⇒
= −
Đổi cận : 2 3 3 32 2 2
6 2 2 222 5 5 5
2 5 1 1 1 11
1 1 12 3 1
x t x t tI dx dt dt dt
t t tx t x x
−
−
= − ⇒ = + − + → = = = = + − − − = − ⇒ = +∫ ∫ ∫ ∫
53 3 3
5 5 5 5
1 1 1 1 1 3 1 5 1ln 3 5 ln ln
2 1 2 1 2 1 2 3 1 5 1
dt dt tdt t
t t t
− − −= + − = + = − + − − + + + + ∫ ∫ ∫
III. SỬ DỤNG VI PHÂN
Ví dụ 3: Tính tích phân sau:
1. 1
2 31
0
(1 2 )(1 3 3 )I x x x dx= + + +∫ 2. 1 2
2 30
3
2
xI dx
x=
+∫ 3. 3
1
1 lne
xI dx
x
+= ∫
4. 2
2 34
0
( 4)I x x dx= +∫ 5. ( )
6
5 30
cos
2sin 1
xdxI
x
π
=+∫ 6.
2
6
1
1 lne
xI dx
x
+= ∫
Hướng dẫn giải:
1. ( )1 1 142 3 2 3 2 2
100 0
1 1(1 2 )(1 3 3 ) (1 3 3 ) (1 3 3 ) 1 3 3 200
3 12I x x x dx x x d x x x x= + + + = + + + + = + + =∫ ∫
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 68
2. ( )1 1 1 12 3 1
3 3 322 3 3 00 0 0
3 ( 2)( 2) ( 2) 2 2 2( 3 2)
2 2
x d xI dx x d x x
x x
−+= = = + + = + = −+ +∫ ∫ ∫
3. ( ) ( )32
311 1
1 ln 2 21 ln (1 ln ) 1 ln 2 2 1 .
3 3
ee ex
I dx xd x xx
+= = + + = + = −∫ ∫
4. ( ) ( )22 2 5
2 3 2 3 2 2 724
0 0 0
1 1 1( 4) ( 4) ( 4) 4 2 2 32 .
2 5 5I x x dx x d x x= + = + + = + = −∫ ∫
5. ( )
6 6 6
5 3 3 200 0
cos 1 ( inx 1) 1 3.
2 16(2sin 1) 4(2sin 1)2sin 1
xdx d sI
x xx
π π π
+= = = − =+ ++∫ ∫
6. 2 3
2 26
1 1 1 1 1
1 ln ln 4(1 ln ) (ln ) (ln ) ln (ln ) ln
3 3
ee e e ex x
I dx x d x d x xd x xx
+= = + = + = + =
∫ ∫ ∫ ∫
IV. TÍCH PHÂN T ỪNG PHẦN
���� Thứ tự ưu tiên khi đặt u : Hàm loga → Hàm đa thức→ Hàm lượng giác = Hàm mũ.
Ví dụ 4: Tính các tích phân sau:
1. 1
1
0
sinxI e xdx= ∫ 2. 2 21
ln
( 1)
e
e
xI dx
x=
+∫ 3. 23
1
lne
I x xdx= ∫
4. 1
24
0
ln(1 )I x x dx= +∫ 5. 1
25
0
xI x e dx= ∫
Hướng dẫn giải:
1. Đặt ( ) ( )1 1
1 1
10 0
0 0
sin cos cos . cossin cos
x xx x x xe u e dx du
I e xdx e x x e dx e x Jxdx dv x v
= =⇒ ⇒ = = − + = − +
= − = ∫ ∫
Đặt ( )1 1
110 1' 0
0 0
cos sinxcos sin sin sinx x x x
x x
xdx dv vJ xe dx e x xe dx e x I
u e du e dx
= = ⇒ ⇒ = = − = −
= = ∫ ∫
( ) ( )1 1
1 10 0
1 (sin1 cos1)2 sin cos 1 (sin1 cos1)
2x x e
I e x e x e I− −
⇒ = − = − − ⇒ =
2. Đặt 2 2 11 12
lnln ln
1 ( 1) 1 ( 1)( 1)
1
ee e
ee e
dxx u dux x dxx I dxdx
dv x x x xvx
x
= = ⇒ ⇒ = = − + = + + + = −+ +
∫ ∫
11 1
1 1
ln lnln 1 1 0.
1 ( 1) 1 1
e ee ee
ee e
e e
x dx dx x x
x x x x x= − + − = − + = − + =
+ + + +∫ ∫
3. Đặt 2 2 2
2 2 2 232
1 1 11 1
2lnln
ln ln ln ln ln2 2
2
e ee e e
dxdu x
x u x dx xxI x xdx x x x x x xdx
xxdx dv xv
= = ⇒ ⇒ = = − = − = =
∫ ∫ ∫
Xét 1
ln .e
J x xdx= ∫ Đặt 2 2 2
211 1
ln 1ln ln
2 2 2 4
2
e ee
dxdu
u x x x xxJ x xdx x
xdx dv xv
== ⇒ ⇒ = − = − = =
∫
2 2 2 22
3
1
1ln ln .
2 2 4 4
e
x x x eI x x
−→ = − + =
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 69
4. Đặt 2 2
2
2ln(1 ) 1
2
xdxdu
x u x
xdx dv xv
= + = +⇒
= =
( )
1 11 1 12 3 22 2 2
4 2 20 0 00 0
1 1 1 1 112 2 2 22 2 2
20 00 0 0 0
ln(1 ) ln(1 ) ln(1 )2 1 2 1
1 1ln(1 ) ln(1 ) ln 1 ln 2
2 2 1 2 2 2 2
x x dx x xI x x dx x x x dx
x x
x x xdx x xx x x
x
⇒ = + = + − = + − − = + +
= + − + = + − + + = − +
∫ ∫ ∫
∫
5. Đặt ( ) ( )2 1 1
1 12 2 2
50 0
0 0
22 2x x x x
xx
du xdxx uI x e dx x e xe dx x e J
v ee dx dv
= = ⇒ ⇒ = = − = −
== ∫ ∫
Xét 1
0
.xJ xe dx= ∫ Đặt ( ) ( )1 1
1 1
0 00 0
x x x x x
x x
x u du dxxe dx xe e dx xe e
e dx dv v e
= = ⇒ ⇒ = − = −
= = ∫ ∫
Vậy ( ) ( ) ( )1 1 12 2
50 0 0
2 2 1.x x x xI x e J x e xe e e= − = − − = −
Khóa học LTĐH môn Toán – Thầy Đặng Việt Hùng (0985.074.831) – Facebook: LyHung95
Tham gia các gói học trực tuyến Pro S – Pro Adv môn Toán để đạt kết quả cao nhất trong kỳ thi THPT quốc gia
Trang 70
MỤC LỤC 1. ĐẠI CƯƠNG VỀ NGUYÊN HÀM ................................................................................................................01
2. PHƯƠNG PHÁP VI PHÂN TÌM NGUYÊN HÀM......................................................................................07
3. PHƯƠNG PHÁP ĐỔI BIÊN SỐ TÌM NGUYÊN HÀM..............................................................................13
4. PHƯƠNG PHÁP TỪNG PHẦN TÌM NGUYÊN HÀM ..............................................................................20
5. NGUYÊN HÀM CỦA HÀM PHÂN TH ỨC HỮU TỈ ..................................................................................23
6. KĨ THUẬT ĐỒNG NHẤT TÌM NGUYÊN HÀM........................................................................................35
7. NGUYÊN HÀM CỦA HÀM VÔ T Ỉ ..............................................................................................................40
8. NGUYÊN HÀM CỦA HÀM SỐ LƯỢNG GIÁC.........................................................................................46
9. TÍCH PHÂN CƠ BẢN ....................................................................................................................................60
10. PHƯƠNG PHÁP VI PHÂN TÍNH TÍCH PHÂN.......................................................................................62
11. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN...............................................................................................64
MỤC LỤC............................................................................................................................................................69