Câu 1.
Ta sẽ kiểm tra từng khẳng định một để xác định khẳng định đúng.
A. $\int x^{\frac{4}{3}} dx = \frac{3}{7} x^{\frac{7}{3}} + C$
- Ta có $\int x^n dx = \frac{x^{n+1}}{n+1} + C$.
- Áp dụng vào đây, ta có $n = \frac{4}{3}$, vậy $\int x^{\frac{4}{3}} dx = \frac{x^{\frac{4}{3} + 1}}{\frac{4}{3} + 1} + C = \frac{x^{\frac{7}{3}}}{\frac{7}{3}} + C = \frac{3}{7} x^{\frac{7}{3}} + C$.
- Khẳng định này đúng.
B. $\int x^{\frac{5}{3}} dx = \frac{7}{3} x^{\frac{2}{3}} + C$
- Ta có $\int x^n dx = \frac{x^{n+1}}{n+1} + C$.
- Áp dụng vào đây, ta có $n = \frac{5}{3}$, vậy $\int x^{\frac{5}{3}} dx = \frac{x^{\frac{5}{3} + 1}}{\frac{5}{3} + 1} + C = \frac{x^{\frac{8}{3}}}{\frac{8}{3}} + C = \frac{3}{8} x^{\frac{8}{3}} + C$.
- Khẳng định này sai.
C. $\int x^{\frac{1}{3}} dx = 3 x^{\frac{1}{3}} + C$
- Ta có $\int x^n dx = \frac{x^{n+1}}{n+1} + C$.
- Áp dụng vào đây, ta có $n = \frac{1}{3}$, vậy $\int x^{\frac{1}{3}} dx = \frac{x^{\frac{1}{3} + 1}}{\frac{1}{3} + 1} + C = \frac{x^{\frac{4}{3}}}{\frac{4}{3}} + C = \frac{3}{4} x^{\frac{4}{3}} + C$.
- Khẳng định này sai.
D. $\int x^{\frac{4}{3}} dx = \frac{1}{3} x^{\frac{1}{3}} + C$
- Ta có $\int x^n dx = \frac{x^{n+1}}{n+1} + C$.
- Áp dụng vào đây, ta có $n = \frac{4}{3}$, vậy $\int x^{\frac{4}{3}} dx = \frac{x^{\frac{4}{3} + 1}}{\frac{4}{3} + 1} + C = \frac{x^{\frac{7}{3}}}{\frac{7}{3}} + C = \frac{3}{7} x^{\frac{7}{3}} + C$.
- Khẳng định này sai.
Vậy khẳng định đúng là:
$\textcircled{A.}~\int x^{\frac{4}{3}} dx = \frac{3}{7} x^{\frac{7}{3}} + C$.
Câu 2.
Để giải quyết bài toán này, chúng ta cần tính tích phân của hàm số \(3^{2x}\).
Bước 1: Xác định dạng tích phân của hàm số \(a^{bx}\):
\[
\int a^{bx} \, dx = \frac{a^{bx}}{b \ln a} + C
\]
Bước 2: Áp dụng công thức trên vào bài toán:
\[
\int 3^{2x} \, dx = \frac{3^{2x}}{2 \ln 3} + C
\]
Bước 3: So sánh kết quả với các lựa chọn đã cho:
- A. \(\int 3^{2x} \, dx = \frac{3^{2x}}{\ln 3} + C\) (sai vì thiếu nhân tử 2 ở mẫu)
- B. \(\int 3^{2x} \, dx = \frac{9^x}{\ln 9} + C\) (đúng vì \(9^x = (3^2)^x = 3^{2x}\))
- C. \(\int 3^{2x} \, dx = 3^{2x} \cdot \ln 3 + C\) (sai vì không đúng dạng tích phân)
- D. \(\int 3^{2x} \, dx = 9^2 \cdot \ln 9 + C\) (sai vì không đúng dạng tích phân)
Như vậy, khẳng định đúng là:
\[
B. \int 3^{2x} \, dx = \frac{9^x}{\ln 9} + C
\]
Câu 3.
Để tìm nguyên hàm của hàm số \( f(x) = x - \sin x \), ta thực hiện các bước sau:
1. Tìm nguyên hàm của mỗi thành phần riêng lẻ trong hàm số:
- Nguyên hàm của \( x \) là \( \int x \, dx = \frac{x^2}{2} + C_1 \).
- Nguyên hàm của \( -\sin x \) là \( \int -\sin x \, dx = \cos x + C_2 \).
2. Kết hợp các nguyên hàm lại:
\[
\int (x - \sin x) \, dx = \int x \, dx - \int \sin x \, dx = \frac{x^2}{2} + C_1 + \cos x + C_2
\]
3. Gộp các hằng số \( C_1 \) và \( C_2 \) thành một hằng số tổng quát \( C \):
\[
\int (x - \sin x) \, dx = \frac{x^2}{2} + \cos x + C
\]
Vậy nguyên hàm của hàm số \( f(x) = x - \sin x \) là:
\[
\frac{x^2}{2} + \cos x + C
\]
Do đó, đáp án đúng là:
\[
A.~\frac{x^2}{2} - \cos x + C
\]
Tuy nhiên, có vẻ như có một lỗi trong việc ghi đáp án. Đáp án đúng theo các bước trên là:
\[
A.~\frac{x^2}{2} + \cos x + C
\]
Câu 4.
Để tìm nguyên hàm của hàm số $f(x) = \frac{2\sqrt{x} - 1}{x}$ trên khoảng $(0; +\infty)$, ta thực hiện các bước sau:
Bước 1: Tách phân thức thành hai phần:
\[ f(x) = \frac{2\sqrt{x}}{x} - \frac{1}{x} \]
Bước 2: Rút gọn từng phần:
\[ f(x) = \frac{2}{\sqrt{x}} - \frac{1}{x} \]
\[ f(x) = 2x^{-\frac{1}{2}} - x^{-1} \]
Bước 3: Tìm nguyên hàm của mỗi phần riêng lẻ:
- Nguyên hàm của $2x^{-\frac{1}{2}}$:
\[ \int 2x^{-\frac{1}{2}} \, dx = 2 \cdot \frac{x^{\frac{1}{2}}}{\frac{1}{2}} = 4\sqrt{x} \]
- Nguyên hàm của $-x^{-1}$:
\[ \int -x^{-1} \, dx = -\ln|x| = -\ln x \] (vì $x > 0$)
Bước 4: Kết hợp các nguyên hàm lại:
\[ \int f(x) \, dx = 4\sqrt{x} - \ln x + C \]
Vậy nguyên hàm của hàm số $f(x) = \frac{2\sqrt{x} - 1}{x}$ trên khoảng $(0; +\infty)$ là:
\[ 4\sqrt{x} - \ln x + C \]
Do đó, đáp án đúng là:
\[ D.~4\sqrt{x} - \ln x + C \]