Câu 29.
Để tìm họ nguyên hàm của hàm số \( f(x) = 3x^2 + 1 \), chúng ta sẽ tính nguyên hàm từng phần của hàm số này.
Bước 1: Tính nguyên hàm của \( 3x^2 \).
\[
\int 3x^2 \, dx = 3 \int x^2 \, dx = 3 \cdot \frac{x^3}{3} = x^3
\]
Bước 2: Tính nguyên hàm của \( 1 \).
\[
\int 1 \, dx = x
\]
Bước 3: Cộng các kết quả trên lại và thêm hằng số \( C \).
\[
\int (3x^2 + 1) \, dx = x^3 + x + C
\]
Vậy họ nguyên hàm của hàm số \( f(x) = 3x^2 + 1 \) là \( x^3 + x + C \).
Do đó, đáp án đúng là:
\[ D.~x^3 + x + C \]
Câu 30.
Để tìm nguyên hàm $\int x(x^2+7)^{15}dx$, chúng ta sẽ sử dụng phương pháp đổi biến số.
Bước 1: Đặt $u = x^2 + 7$.
Khi đó, $du = 2x dx$ hoặc $x dx = \frac{1}{2} du$.
Bước 2: Thay vào nguyên hàm:
\[
\int x(x^2+7)^{15}dx = \int (x^2+7)^{15} \cdot x dx = \int u^{15} \cdot \frac{1}{2} du = \frac{1}{2} \int u^{15} du.
\]
Bước 3: Tính nguyên hàm của $u^{15}$:
\[
\frac{1}{2} \int u^{15} du = \frac{1}{2} \cdot \frac{u^{16}}{16} + C = \frac{u^{16}}{32} + C.
\]
Bước 4: Quay lại biến số ban đầu:
\[
\frac{u^{16}}{32} + C = \frac{(x^2 + 7)^{16}}{32} + C.
\]
Vậy nguyên hàm của $\int x(x^2+7)^{15}dx$ là $\frac{(x^2 + 7)^{16}}{32} + C$.
Đáp án đúng là: $D.~\frac1{32}(x^2+7)^{16}+C$.
Câu 31.
Để tìm họ nguyên hàm của hàm số \( f(x) = e^{3x} \), chúng ta sẽ áp dụng công thức nguyên hàm của hàm số mũ \( e^{ax} \).
Công thức nguyên hàm của hàm số \( e^{ax} \) là:
\[ \int e^{ax} \, dx = \frac{1}{a} e^{ax} + C \]
Trong trường hợp này, \( a = 3 \). Do đó, nguyên hàm của \( e^{3x} \) là:
\[ \int e^{3x} \, dx = \frac{1}{3} e^{3x} + C \]
Vậy họ nguyên hàm của hàm số \( f(x) = e^{3x} \) là:
\[ \frac{1}{3} e^{3x} + C \]
Do đó, đáp án đúng là:
\[ B.~\frac{1}{3} e^{3x} + C \]
Câu 32.
Để tính $\int(x - \sin 2x) \, dx$, ta sẽ tính từng phần riêng lẻ.
1. Tính $\int x \, dx$:
\[
\int x \, dx = \frac{x^2}{2} + C_1
\]
2. Tính $\int \sin 2x \, dx$:
\[
\int \sin 2x \, dx = -\frac{\cos 2x}{2} + C_2
\]
Gộp lại ta có:
\[
\int (x - \sin 2x) \, dx = \frac{x^2}{2} - \left(-\frac{\cos 2x}{2}\right) + C = \frac{x^2}{2} + \frac{\cos 2x}{2} + C
\]
Vậy đáp án đúng là:
\[
D.~\frac{x^2}{2} + \frac{\cos 2x}{2} + C
\]
Câu 33.
Để tìm nguyên hàm của hàm số $y = e^{2x-1}$, chúng ta sẽ sử dụng phương pháp thay đổi biến số.
Bước 1: Xác định biến số mới.
Gọi $u = 2x - 1$.
Bước 2: Tính vi phân của biến số mới.
$du = d(2x - 1) = 2dx$, suy ra $dx = \frac{1}{2} du$.
Bước 3: Thay vào biểu thức ban đầu.
$\int e^{2x-1} dx = \int e^u \cdot \frac{1}{2} du = \frac{1}{2} \int e^u du$.
Bước 4: Tính nguyên hàm của hàm số mới.
$\frac{1}{2} \int e^u du = \frac{1}{2} e^u + C$.
Bước 5: Quay lại biến số ban đầu.
Thay $u = 2x - 1$ vào, ta có:
$\frac{1}{2} e^u + C = \frac{1}{2} e^{2x-1} + C$.
Vậy nguyên hàm của hàm số $y = e^{2x-1}$ là $\frac{1}{2} e^{2x-1} + C$.
Đáp án đúng là: $C.~\frac{1}{2} e^{2x-1} + C$.
Câu 34.
Để giải quyết các bài toán này, chúng ta sẽ lần lượt tìm họ nguyên hàm của các hàm số đã cho.
Bài 1: Tìm họ nguyên hàm của hàm số $f(x)=\frac{1}{2x+3}$
Ta cần tìm nguyên hàm của $\frac{1}{2x+3}$.
Áp dụng công thức nguyên hàm của dạng $\frac{1}{ax+b}$:
\[
\int \frac{1}{2x+3} \, dx = \frac{1}{2} \ln |2x+3| + C
\]
Vậy đáp án đúng là:
\[
B.~\frac{1}{2} \ln |2x+3| + C
\]
Bài 2: Tìm họ nguyên hàm của hàm số $y = x^2 - 3^x + \frac{1}{x}$
Ta cần tìm nguyên hàm của mỗi thành phần trong biểu thức $y = x^2 - 3^x + \frac{1}{x}$.
1. Nguyên hàm của $x^2$:
\[
\int x^2 \, dx = \frac{x^3}{3} + C_1
\]
2. Nguyên hàm của $-3^x$:
\[
\int -3^x \, dx = -\frac{3^x}{\ln 3} + C_2
\]
3. Nguyên hàm của $\frac{1}{x}$:
\[
\int \frac{1}{x} \, dx = \ln |x| + C_3
\]
Gộp lại, ta có:
\[
\int (x^2 - 3^x + \frac{1}{x}) \, dx = \frac{x^3}{3} - \frac{3^x}{\ln 3} + \ln |x| + C
\]
Vậy đáp án đúng là:
\[
C.~\frac{x^3}{3} - \frac{3^x}{\ln 3} + \ln |x| + C,~C \in \mathbb{R}
\]
Tóm lại, các đáp án đúng là:
1. B.~$\frac{1}{2} \ln |2x+3| + C$
2. C.~$\frac{x^3}{3} - \frac{3^x}{\ln 3} + \ln |x| + C,~C \in \mathbb{R}$
Câu 36.
Để tìm họ nguyên hàm của hàm số \( f(x) = \sin 3x \), ta thực hiện các bước sau:
1. Xác định nguyên hàm cơ bản:
Ta biết rằng nguyên hàm của \( \sin u \) là \( -\cos u + C \).
2. Áp dụng công thức nguyên hàm với biến đổi đại số:
Trong trường hợp này, \( u = 3x \). Do đó, ta cần nhân thêm một hằng số để bù lại đạo hàm của \( u \):
\[
\int \sin 3x \, dx = \int \sin u \cdot \frac{du}{3} = -\frac{1}{3} \cos u + C = -\frac{1}{3} \cos 3x + C
\]
3. Kết luận:
Họ nguyên hàm của hàm số \( f(x) = \sin 3x \) là:
\[
F(x) = -\frac{1}{3} \cos 3x + C
\]
Vậy đáp án đúng là:
\[ D.~-\frac{1}{3}\cos3x+C. \]
Câu 37.
Để tìm họ nguyên hàm của hàm số \( f(x) = 3x^2 + \sin x \), chúng ta sẽ tính riêng từng phần của hàm số này.
1. Tìm nguyên hàm của \( 3x^2 \):
\[
\int 3x^2 \, dx = 3 \int x^2 \, dx = 3 \cdot \frac{x^3}{3} = x^3
\]
2. Tìm nguyên hàm của \( \sin x \):
\[
\int \sin x \, dx = -\cos x
\]
Kết hợp hai kết quả trên, ta có:
\[
\int (3x^2 + \sin x) \, dx = x^3 - \cos x + C
\]
Vậy họ nguyên hàm của hàm số \( f(x) = 3x^2 + \sin x \) là:
\[
x^3 - \cos x + C
\]
Do đó, đáp án đúng là:
\[
C.~x^3 - \cos x + C
\]
Câu 38.
Ta sẽ kiểm tra từng công thức tích phân để xác định công thức sai.
A. $\int \ln x \, dx = \frac{1}{x} + C$
- Ta biết rằng đạo hàm của $\ln x$ là $\frac{1}{x}$, nhưng tích phân của $\ln x$ không phải là $\frac{1}{x}$. Tích phân đúng của $\ln x$ là $x \ln x - x + C$. Do đó, công thức này sai.
B. $\int \frac{1}{\cos^2 x} \, dx = \tan x + C$
- Ta biết rằng đạo hàm của $\tan x$ là $\frac{1}{\cos^2 x}$. Do đó, tích phân của $\frac{1}{\cos^2 x}$ đúng là $\tan x + C$. Công thức này đúng.
C. $\int \sin x \, dx = -\cos x + C$
- Ta biết rằng đạo hàm của $-\cos x$ là $\sin x$. Do đó, tích phân của $\sin x$ đúng là $-\cos x + C$. Công thức này đúng.
D. $\int e^x \, dx = e^x + C$
- Ta biết rằng đạo hàm của $e^x$ là $e^x$. Do đó, tích phân của $e^x$ đúng là $e^x + C$. Công thức này đúng.
Từ các phân tích trên, ta thấy rằng công thức sai là:
Đáp án: A. $\int \ln x \, dx = \frac{1}{x} + C$
Câu 39.
Để tìm hàm số \( f(x) \), ta cần tính đạo hàm của nguyên hàm đã cho.
Ta có:
\[
\int f(x) \, dx = 4x^3 + x^2 + C
\]
Áp dụng công thức đạo hàm của một nguyên hàm, ta có:
\[
f(x) = \frac{d}{dx}(4x^3 + x^2 + C)
\]
Tính đạo hàm từng hạng tử:
\[
\frac{d}{dx}(4x^3) = 12x^2
\]
\[
\frac{d}{dx}(x^2) = 2x
\]
\[
\frac{d}{dx}(C) = 0
\]
Vậy:
\[
f(x) = 12x^2 + 2x
\]
Do đó, đáp án đúng là:
\[
C.~f(x) = 12x^2 + 2x
\]
Câu 40.
Để xác định khẳng định nào sai trong các khẳng định đã cho, chúng ta sẽ kiểm tra từng khẳng định một.
Khẳng định A:
\[ \int \cos 2x \, dx = \frac{1}{2} \sin 2x + C \]
Ta biết rằng:
\[ \int \cos u \, du = \sin u + C \]
Trong trường hợp này, \( u = 2x \) và \( du = 2 \, dx \). Do đó:
\[ \int \cos 2x \, dx = \frac{1}{2} \int \cos 2x \cdot 2 \, dx = \frac{1}{2} \sin 2x + C \]
Vậy khẳng định A là đúng.
Khẳng định B:
\[ \int x^0 \, dx = \frac{x^{e+1}}{e+1} + C \]
Ta biết rằng:
\[ x^0 = 1 \]
Do đó:
\[ \int x^0 \, dx = \int 1 \, dx = x + C \]
Vậy khẳng định B là sai vì \( \int x^0 \, dx = x + C \), không phải \( \frac{x^{e+1}}{e+1} + C \).
Kết luận: Khẳng định sai là B.