Câu 27.
Để tìm nguyên hàm của hàm số \( f(x) = 4x^3 - \frac{1}{x^2} + 3x \), ta thực hiện các bước sau:
1. Tìm nguyên hàm từng phần của mỗi hạng tử:
\[
\int 4x^3 \, dx = 4 \cdot \frac{x^4}{4} = x^4
\]
\[
\int -\frac{1}{x^2} \, dx = -\int x^{-2} \, dx = -\left(-\frac{1}{x}\right) = \frac{1}{x}
\]
\[
\int 3x \, dx = 3 \cdot \frac{x^2}{2} = \frac{3x^2}{2}
\]
2. Kết hợp các nguyên hàm trên để tìm nguyên hàm tổng:
\[
F(x) = x^4 + \frac{1}{x} + \frac{3x^2}{2} + C
\]
3. Áp dụng điều kiện \( 5F(1) + F(2) = 43 \):
\[
F(1) = 1^4 + \frac{1}{1} + \frac{3 \cdot 1^2}{2} + C = 1 + 1 + \frac{3}{2} + C = \frac{7}{2} + C
\]
\[
F(2) = 2^4 + \frac{1}{2} + \frac{3 \cdot 2^2}{2} + C = 16 + \frac{1}{2} + 6 + C = 22 + \frac{1}{2} + C = \frac{45}{2} + C
\]
4. Thay vào điều kiện:
\[
5 \left(\frac{7}{2} + C\right) + \left(\frac{45}{2} + C\right) = 43
\]
\[
\frac{35}{2} + 5C + \frac{45}{2} + C = 43
\]
\[
\frac{80}{2} + 6C = 43
\]
\[
40 + 6C = 43
\]
\[
6C = 3
\]
\[
C = \frac{1}{2}
\]
5. Thay \( C = \frac{1}{2} \) vào \( F(2) \):
\[
F(2) = \frac{45}{2} + \frac{1}{2} = \frac{46}{2} = 23
\]
Vậy đáp án đúng là:
\[
\boxed{C.~F(2)=23.}
\]
Câu 28.
Để tìm họ các nguyên hàm của hàm số \( f(x) = \frac{2x + 3}{x - 1} \), chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
1. Phân tích hàm số:
Ta thấy rằng phân thức \(\frac{2x + 3}{x - 1}\) có thể được phân tích thành dạng tổng của một đa thức và một phân thức đơn giản hơn. Cụ thể:
\[
\frac{2x + 3}{x - 1} = \frac{2(x - 1) + 5}{x - 1} = 2 + \frac{5}{x - 1}
\]
2. Tìm nguyên hàm từng phần:
Bây giờ, ta sẽ tìm nguyên hàm của mỗi phần riêng lẻ:
\[
\int \left( 2 + \frac{5}{x - 1} \right) dx = \int 2 \, dx + \int \frac{5}{x - 1} \, dx
\]
- Nguyên hàm của \(2\) là:
\[
\int 2 \, dx = 2x + C_1
\]
- Nguyên hàm của \(\frac{5}{x - 1}\) là:
\[
\int \frac{5}{x - 1} \, dx = 5 \int \frac{1}{x - 1} \, dx = 5 \ln |x - 1| + C_2
\]
3. Ghép lại kết quả:
Kết hợp hai nguyên hàm trên, ta có:
\[
\int \left( 2 + \frac{5}{x - 1} \right) dx = 2x + 5 \ln |x - 1| + C
\]
Trong đó, \(C = C_1 + C_2\) là hằng số tích phân.
Vậy, họ các nguyên hàm của hàm số \( f(x) = \frac{2x + 3}{x - 1} \) là:
\[
2x + 5 \ln |x - 1| + C
\]
Do đó, đáp án đúng là:
\[
A.~2x + 5 \ln |x - 1| + C
\]
Câu 29.
Để giải quyết bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
1. Tìm nguyên hàm của hàm số \( f(x) = (2x - 3)^2 \).
2. Xác định hằng số trong nguyên hàm dựa trên điều kiện \( F(0) = \frac{1}{3} \).
3. Tính giá trị của \( F(1) \) và \( F(2) \).
4. Tính biểu thức \( 3F(1) - 2F(2) \).
5. Tính giá trị của biểu thức \( \log_2[3F(1) - 2F(2)] \).
Bước 1: Tìm nguyên hàm của \( f(x) = (2x - 3)^2 \).
Ta có:
\[ f(x) = (2x - 3)^2 = 4x^2 - 12x + 9 \]
Nguyên hàm của \( f(x) \) là:
\[ F(x) = \int (4x^2 - 12x + 9) \, dx = \frac{4x^3}{3} - 6x^2 + 9x + C \]
Bước 2: Xác định hằng số \( C \) dựa trên điều kiện \( F(0) = \frac{1}{3} \).
Thay \( x = 0 \) vào \( F(x) \):
\[ F(0) = \frac{4(0)^3}{3} - 6(0)^2 + 9(0) + C = C \]
\[ C = \frac{1}{3} \]
Do đó, nguyên hàm \( F(x) \) là:
\[ F(x) = \frac{4x^3}{3} - 6x^2 + 9x + \frac{1}{3} \]
Bước 3: Tính giá trị của \( F(1) \) và \( F(2) \).
Thay \( x = 1 \) vào \( F(x) \):
\[ F(1) = \frac{4(1)^3}{3} - 6(1)^2 + 9(1) + \frac{1}{3} = \frac{4}{3} - 6 + 9 + \frac{1}{3} = \frac{4}{3} + \frac{1}{3} + 3 = 4 \]
Thay \( x = 2 \) vào \( F(x) \):
\[ F(2) = \frac{4(2)^3}{3} - 6(2)^2 + 9(2) + \frac{1}{3} = \frac{32}{3} - 24 + 18 + \frac{1}{3} = \frac{32}{3} + \frac{1}{3} - 6 = \frac{33}{3} - 6 = 11 - 6 = 5 \]
Bước 4: Tính biểu thức \( 3F(1) - 2F(2) \).
\[ 3F(1) - 2F(2) = 3(4) - 2(5) = 12 - 10 = 2 \]
Bước 5: Tính giá trị của biểu thức \( \log_2[3F(1) - 2F(2)] \).
\[ \log_2[3F(1) - 2F(2)] = \log_2(2) = 1 \]
Vậy giá trị của biểu thức \( \log_2[3F(1) - 2F(2)] \) là 1.
Đáp án đúng là: C. 1.
Câu 30.
Để tìm một nguyên hàm \( F(x) \) của hàm số \( f(x) = 2x + e^x \) thỏa mãn \( F(0) = 2019 \), chúng ta thực hiện các bước sau:
1. Tìm nguyên hàm của \( f(x) \):
- Nguyên hàm của \( 2x \) là \( x^2 \).
- Nguyên hàm của \( e^x \) là \( e^x \).
Vậy, một nguyên hàm của \( f(x) \) là:
\[
F(x) = x^2 + e^x + C
\]
trong đó \( C \) là hằng số.
2. Xác định hằng số \( C \):
- Ta biết rằng \( F(0) = 2019 \). Thay \( x = 0 \) vào \( F(x) \):
\[
F(0) = 0^2 + e^0 + C = 1 + C
\]
- Vì \( F(0) = 2019 \), nên ta có:
\[
1 + C = 2019 \implies C = 2018
\]
3. Viết phương án cuối cùng:
- Thay \( C = 2018 \) vào \( F(x) \):
\[
F(x) = x^2 + e^x + 2018
\]
Vậy đáp án đúng là:
\[
\boxed{B.~F(x) = x^2 + e^x + 2018}
\]
Câu 31.
Để tìm nguyên hàm \( F(x) \) của hàm số \( f(x) = 3\cos x - 5\sin x + 1 \), ta thực hiện các bước sau:
1. Tìm nguyên hàm của mỗi thành phần trong \( f(x) \):
- Nguyên hàm của \( 3\cos x \) là \( 3\sin x \).
- Nguyên hàm của \( -5\sin x \) là \( 5\cos x \).
- Nguyên hàm của \( 1 \) là \( x \).
2. Viết tổng nguyên hàm:
\[
F(x) = 3\sin x + 5\cos x + x + C
\]
Trong đó, \( C \) là hằng số nguyên hàm.
3. Áp dụng điều kiện \( F(\pi) = \pi \) để xác định \( C \):
\[
F(\pi) = 3\sin \pi + 5\cos \pi + \pi + C
\]
Biết rằng \( \sin \pi = 0 \) và \( \cos \pi = -1 \), ta thay vào:
\[
F(\pi) = 3(0) + 5(-1) + \pi + C = -5 + \pi + C
\]
Theo đề bài, \( F(\pi) = \pi \), nên ta có:
\[
-5 + \pi + C = \pi
\]
Từ đây suy ra:
\[
C = 5
\]
4. Viết lại nguyên hàm cuối cùng:
\[
F(x) = 3\sin x + 5\cos x + x + 5
\]
Vậy đáp án đúng là:
\[ B.~F(x) = 3\sin x + 5\cos x + x + 5 \]
Câu 32.
Để giải quyết bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
1. Tìm nguyên hàm của hàm số \( f(x) \):
- Đầu tiên, ta viết lại hàm số \( f(x) \) dưới dạng tổng của các phân thức đơn giản hơn:
\[
f(x) = \frac{2x^4 + 3}{x^2} = \frac{2x^4}{x^2} + \frac{3}{x^2} = 2x^2 + \frac{3}{x^2}
\]
- Bây giờ, ta tính nguyên hàm của mỗi thành phần riêng lẻ:
\[
\int f(x) \, dx = \int \left( 2x^2 + \frac{3}{x^2} \right) \, dx
\]
2. Tính nguyên hàm từng thành phần:
- Nguyên hàm của \( 2x^2 \):
\[
\int 2x^2 \, dx = 2 \int x^2 \, dx = 2 \cdot \frac{x^3}{3} = \frac{2x^3}{3}
\]
- Nguyên hàm của \( \frac{3}{x^2} \):
\[
\int \frac{3}{x^2} \, dx = 3 \int x^{-2} \, dx = 3 \cdot \left( \frac{x^{-1}}{-1} \right) = -\frac{3}{x}
\]
3. Ghép các kết quả lại:
- Kết hợp các nguyên hàm đã tính:
\[
\int f(x) \, dx = \frac{2x^3}{3} - \frac{3}{x} + C
\]
4. Kiểm tra đáp án:
- So sánh với các phương án đã cho:
\[
A.~\int f(x)dx=2x^3-\frac3x+C.
\]
\[
B.~\int f(x)dx=\frac{2x^3}3+\frac3{2x}+C.
\]
\[
C.~\int f(x)dx=\frac{2x^3}3+\frac3x+C.
\]
\[
D.~\int f(x)dx=\frac{2x^3}3-\frac3x+C.
\]
- Đáp án đúng là:
\[
D.~\int f(x)dx=\frac{2x^3}3-\frac3x+C.
\]
Đáp án: D.~\(\int f(x)dx=\frac{2x^3}3-\frac3x+C.\)