Ví dụ 1:
a) Tính
- Tìm nguyên hàm của :
- Áp dụng công thức tính tích phân:
Vậy
b) Tính
- Tìm nguyên hàm của :
- Áp dụng công thức tính tích phân:
Vậy
c) Tính
- Tìm nguyên hàm của :
- Áp dụng công thức tính tích phân:
Vậy
d) Tính
- Tìm nguyên hàm của :
- Áp dụng công thức tính tích phân:
Vậy
Ví dụ 2:
Phần a) Tính
1. Xác định hàm số và khoảng tích phân:
- Hàm số:
- Khoảng tích phân:
2. Tìm nguyên hàm của hàm số:
- Nguyên hàm của là
- Nguyên hàm của là
- Vậy nguyên hàm của là
3. Áp dụng công thức tính tích phân:
4. Thay cận vào nguyên hàm:
Vậy:
Phần b) Tính
1. Xác định hàm số và khoảng tích phân:
- Hàm số:
- Khoảng tích phân:
2. Nhận xét về hàm số:
- Hàm số là hàm số chẵn vì .
3. Áp dụng tính chất của tích phân đối với hàm số chẵn:
- Nếu là hàm số chẵn trên đoạn , thì:
- Ở đây, , nên:
4. Tính :
- Biểu thức mô tả nửa đường tròn đơn vị ở phía trên trục hoành từ đến .
- Diện tích của nửa đường tròn này là (vì diện tích toàn bộ đường tròn đơn vị là , và nửa đường tròn là , chia đôi lại là ).
5. Nhân với 2 để tính toàn bộ tích phân:
Vậy:
Kết luận:
a)
b)
Ví dụ 3:
a) Tính
Ta có:
Tính từng phần:
Vậy:
b) Tính
Ta có:
Tính từng phần:
Vậy:
c) Tính
Ta có:
Tính tích phân:
Áp dụng cận trên và cận dưới:
Vậy:
Đáp số:
a)
b)
c)
Ví dụ 4:
Để tính tích phân , ta cần chia đoạn tích phân thành các đoạn nhỏ hơn sao cho biểu thức trong dấu giá trị tuyệt đối không đổi dấu trên mỗi đoạn.
Trên đoạn , ta có , do đó .
Trên đoạn , ta có , do đó .
Do đó, ta có thể viết tích phân ban đầu thành tổng của hai tích phân:
Bây giờ, ta tính từng tích phân này riêng lẻ.
1. Tính :
2. Tính :
Cuối cùng, cộng hai kết quả lại:
Vậy, tích phân là .
Câu 1.
Để tính , ta cần tìm nguyên hàm của trên khoảng và sử dụng điều kiện ban đầu .
Bước 1: Tìm nguyên hàm của .
Nguyên hàm của là , trong đó là hằng số tích phân. Vì thuộc khoảng , ta có thể bỏ dấu giá trị tuyệt đối:
Bước 2: Áp dụng điều kiện ban đầu để xác định hằng số .
Do đó, nguyên hàm cụ thể của là:
Bước 3: Tính .
Vậy, giá trị của là 2.
Câu 2.
Để tính các tích phân đã cho bằng cách sử dụng ý nghĩa hình học của tích phân, ta sẽ xác định diện tích hình phẳng giới hạn bởi các đường và khoảng tích phân tương ứng.
a)
Biểu thức là phương trình của nửa trên của đường tròn tâm O(0,0) và bán kính R = 2. Tích phân này đại diện cho diện tích của nửa trên của đường tròn này từ x = -2 đến x = 2.
Diện tích của toàn bộ đường tròn là:
Diện tích của nửa trên của đường tròn là:
Do đó:
b)
Biểu thức là phương trình của một đường thẳng. Tích phân này đại diện cho diện tích giữa đường thẳng này và trục Ox từ x = -2 đến x = 2.
Để tính diện tích này, ta chia thành hai phần:
1. Diện tích tam giác ở bên trái (từ x = -2 đến x = 0)
2. Diện tích tam giác ở bên phải (từ x = 0 đến x = 2)
Diện tích tam giác ở bên trái:
Diện tích tam giác ở bên phải:
Tổng diện tích:
Do đó:
c)
Biểu thức là phương trình của một đường thẳng. Tích phân này đại diện cho diện tích giữa đường thẳng này và trục Ox từ x = 0 đến x = 3.
Diện tích này là diện tích của một hình thang:
Do đó:
d)
Biểu thức là phương trình của nửa trên của đường tròn tâm O(0,0) và bán kính R = 4. Tích phân này đại diện cho diện tích của nửa trên của đường tròn này từ x = 1 đến x = 4.
Diện tích của toàn bộ đường tròn là:
Diện tích của nửa trên của đường tròn là:
Diện tích của nửa trên của đường tròn từ x = 1 đến x = 4 là:
Do đó:
Đáp số:
Câu 3.
Để tính giá trị của , ta sẽ sử dụng phương pháp tích phân. Ta biết rằng đạo hàm của là .
Bước 1: Tính tích phân của .
Ta có:
Tích phân của từ 1 đến 4 là:
Bước 2: Tính từng phần tích phân.
Tích phân của :
Tích phân của :
Do đó:
Bước 3: Đánh giá tại các giới hạn.
Tại :
Tại :
Bước 4: Tính hiệu giữa hai giá trị này.
Vậy giá trị của là:
Đáp số:
Câu 4.
Để tính , ta sử dụng công thức liên quan đến nguyên hàm và tích phân. Theo định lý Newton-Leibniz, ta có:
Biết rằng:
và
Thay vào công thức trên, ta có:
Giải phương trình này để tìm :
Vậy, giá trị của là 14.
Đáp số: .
Câu 5.
Để tính , ta sẽ sử dụng thông tin đã cho là .
Bước 1: Ta viết lại biểu thức tích phân đã cho:
Bước 2: Ta tách tích phân thành hai phần:
Bước 3: Tính tích phân của hằng số 1 từ 0 đến 1:
Bước 4: Thay kết quả này vào phương trình:
Bước 5: Giải phương trình để tìm :
Bước 6: Chia cả hai vế cho 2 để tìm :
Vậy, .