OPTADS360
ATNETWORK
RANDOM
ON
YOMEDIA
Banner-Video
IN_IMAGE

Bài tập 3.17 trang 170 SBT Toán 12

Giải bài 3.17 tr 170 SBT Toán 12

Tính các tích phân sau bằng phương pháp đổi biến:

a) \(\int \limits_1^2 x{\left( {1 - x} \right)^5}dx\) (đặt  t = 1−x)

b) \(\int \limits_0^{\ln 2} \sqrt {{e^x} - 1} dx\) (đặt \(t = \sqrt {{e^x} - 1} \))

c) \(\int \limits_1^9 x\sqrt[3]{{1 - x}}dx\) (đặt \(t = \sqrt[3]{{1 - x}}\))

d) \(\int \limits_0^\pi  \frac{{x\sin x}}{{1 + {{\cos }^2}x}}dx\)    (đặt \(x = \pi  - t\))

e) \(\int \limits_{ - 1}^1 {x^2}{\left( {1 - {x^3}} \right)^4}dx\)

AMBIENT-ADSENSE/lession_isads=0
QUẢNG CÁO
 

Hướng dẫn giải chi tiết

a) Đặt \(t = 1 - x \Rightarrow dx =  - dt\)

\(x = 1 \Rightarrow t = 0x = 2 \Rightarrow t =  - 1\)

Ta có:

\(\begin{array}{l}
\int \limits_1^2 x{(1 - x)^5}dx = \int \limits_0^{ - 1} \left( {1 - t} \right).{t^5}\left( { - dt} \right) = \int \limits_{ - 1}^0 \left( {{t^5} - {t^6}} \right)dt\\
 = \left. {\left( {\frac{{{t^6}}}{6} - \frac{{{t^7}}}{7}} \right)} \right|_{ - 1}^0 = 0 - \frac{1}{6} + \frac{{ - 1}}{7} =  - \frac{{13}}{{42}}
\end{array}\)

b)

\(\int\limits_0^{\ln 2} {\sqrt {{e^x} - 1} dx} \)

Đặt \(t = \sqrt {{e^x} - 1} \)\( \Rightarrow {t^2} = {e^x} - 1 \Rightarrow 2tdt = {e^x}dx\) \( \Rightarrow dx = \dfrac{{2tdt}}{{{e^x}}} = \dfrac{{2tdt}}{{{t^2} + 1}}\)

Đổi cận: \(x = 0 \Rightarrow t = 0\), \(x = \ln 2 \Rightarrow t = 1\).

Khi đó \(\int\limits_0^{\ln 2} {\sqrt {{e^x} - 1} dx} \)\( = \int\limits_0^1 {t.\dfrac{{2t}}{{{t^2} + 1}}dt} \) \( = \int\limits_0^1 {\left( {2 - \dfrac{2}{{{t^2} + 1}}} \right)dt} \) \( = 2 - 2\int\limits_0^1 {\dfrac{{dt}}{{{t^2} + 1}}} \)

Xét \(I = \int\limits_0^1 {\dfrac{{dt}}{{{t^2} + 1}}} \). Đặt \(t = \tan u \Rightarrow dt = \left( {1 + {{\tan }^2}u} \right)du\).

Đổi cận \(t = 0 \Rightarrow u = 0\), \(t = 1 \Rightarrow u = \dfrac{\pi }{4}\).

Khi đó \(I = \int\limits_0^1 {\dfrac{{dt}}{{{t^2} + 1}}} \)\( = \int\limits_0^{\dfrac{\pi }{4}} {\dfrac{{1 + {{\tan }^2}u}}{{{{\tan }^2}u + 1}}du}  = \int\limits_0^{\dfrac{\pi }{4}} {du}  = \dfrac{\pi }{4}\)

Suy ra \(\int\limits_0^{\ln 2} {\sqrt {{e^x} - 1} dx} \)\( = 2 - 2.\dfrac{\pi }{4} = 2 - \dfrac{\pi }{2}\).

 

c) 

\(\int\limits_1^9 {x\sqrt[3]{{1 - x}}dx} \)

Đặt \(t = \sqrt[3]{{1 - x}}\) \( \Rightarrow {t^3} = 1 - x \Rightarrow 3{t^2}dt =  - dx\)

Đổi cận \(x = 1 \Rightarrow t = 0\), \(x = 9 \Rightarrow t =  - 2\)

Khi đó \(\int\limits_1^9 {x\sqrt[3]{{1 - x}}dx} \)\( = \int\limits_0^{ - 2} {\left( {1 - {t^3}} \right).t\left( { - 3{t^2}dt} \right)} \) \( = 3\int\limits_{ - 2}^0 {\left( {{t^3} - {t^6}} \right)dt} \) \( = 3\left. {\left( {\dfrac{{{t^4}}}{4} - \dfrac{{{t^7}}}{7}} \right)} \right|_{ - 2}^0\) \( =  - 3\left( {\dfrac{{16}}{4} + \dfrac{{{2^7}}}{7}} \right) =  - \dfrac{{468}}{7}\).

d) 
 
 

\(\int\limits_0^\pi  {\dfrac{{x\sin x}}{{1 + {{\cos }^2}x}}dx} \)

Đặt \(x = \pi  - t\), ta suy ra:

\(\int\limits_0^\pi  {\dfrac{{x\sin x}}{{1 + {{\cos }^2}x}}dx} \)\( = \int\limits_\pi ^0 {\dfrac{{\left( {\pi  - t} \right)\sin \left( {\pi  - t} \right)}}{{1 + {{\cos }^2}\left( {\pi  - t} \right)}}\left( { - dt} \right)} \)\( = \int\limits_0^\pi  {\dfrac{{\left( {\pi  - t} \right)\sin t}}{{1 + {{\cos }^2}t}}dt} \) \( = \int\limits_0^\pi  {\dfrac{{\left( {\pi  - x} \right)\sin x}}{{1 + {{\cos }^2}x}}dx} \)

\( = \int\limits_0^\pi  {\dfrac{{\pi \sin x}}{{1 + {{\cos }^2}x}}dx}  - \int\limits_0^\pi  {\dfrac{{x\sin x}}{{1 + {{\cos }^2}x}}dx} \)

\( \Rightarrow 2\int\limits_0^\pi  {\dfrac{{x\sin x}}{{1 + {{\cos }^2}x}}dx}  = \int\limits_0^\pi  {\dfrac{{\pi \sin x}}{{1 + {{\cos }^2}x}}dx} \) \( \Leftrightarrow \int\limits_0^\pi  {\dfrac{{x\sin x}}{{1 + {{\cos }^2}x}}dx}  = \dfrac{\pi }{2}\int\limits_0^\pi  {\dfrac{{\sin x}}{{1 + {{\cos }^2}x}}dx} \)

Xét \(I = \int\limits_0^\pi  {\dfrac{{\sin x}}{{1 + {{\cos }^2}x}}dx} \), đặt \(u = \cos x \Rightarrow du =  - \sin xdx\).

Đổi cận \(x = 0 \Rightarrow u = 1,\) \(x = \pi  \Rightarrow u =  - 1\). Khi đó

\(I = \int\limits_0^\pi  {\dfrac{{\sin x}}{{1 + {{\cos }^2}x}}dx} \)\( = \int\limits_1^{ - 1} {\dfrac{{ - du}}{{1 + {u^2}}}}  = \int\limits_{ - 1}^1 {\dfrac{{du}}{{1 + {u^2}}}} \)

Đặt \(u = \tan t\) \( \Rightarrow du = \left( {1 + {{\tan }^2}t} \right)dt\). Đổi cận \(u =  - 1 \Rightarrow t =  - \dfrac{\pi }{4},\) \(u = 1 \Rightarrow t = \dfrac{\pi }{4}\).

Khi đó \(I = \int\limits_{ - 1}^1 {\dfrac{{du}}{{1 + {u^2}}}}  = \int\limits_{ - \dfrac{\pi }{4}}^{\dfrac{\pi }{4}} {dt}  = \dfrac{\pi }{2}\)

Vậy \(\int\limits_0^\pi  {\dfrac{{x\sin x}}{{1 + {{\cos }^2}x}}dx}  = \dfrac{\pi }{2}.I = \dfrac{{{\pi ^2}}}{4}\).

e)

\(\int\limits_{ - 1}^1 {{x^2}{{(1 - {x^3})}^4}dx} \)

Đặt \(t = 1 - {x^3} \Rightarrow dt =  - 3{x^2}dx\) \( \Rightarrow {x^2}dx =  - \dfrac{{dt}}{3}\).

Đổi cận \(x =  - 1 \Rightarrow t = 2\), \(x = 1 \Rightarrow t = 0\). Khi đó

\(\int\limits_{ - 1}^1 {{x^2}{{(1 - {x^3})}^4}dx} \)\( = \int\limits_2^0 {{t^4}.\left( { - \dfrac{{dt}}{3}} \right)}  = \dfrac{1}{3}\int\limits_0^2 {{t^4}dt} \) \( = \dfrac{1}{3}\left. {\left( {\dfrac{{{t^5}}}{5}} \right)} \right|_0^2 = \dfrac{{32}}{{15}}\).

 

-- Mod Toán 12 HỌC247

Nếu bạn thấy hướng dẫn giải Bài tập 3.17 trang 170 SBT Toán 12 HAY thì click chia sẻ 
 
 

Bài tập SGK khác

NONE
OFF