Thứ sáu, 29/03/2024
IMG-LOGO
Trang chủ Đánh giá năng lực ĐHQG Hà Nội Sử dụng phương pháp đổi biến số để tìm nguyên hàm

Sử dụng phương pháp đổi biến số để tìm nguyên hàm

Sử dụng phương pháp đổi biến số để tìm nguyên hàm

  • 898 lượt thi

  • 20 câu hỏi

  • 30 phút

Danh sách câu hỏi

Câu 1:

Nếu \[t = u\left( x \right)\]thì:

Xem đáp án
Nếu\[t = u\left( x \right)\]thì\[dt = u'\left( x \right)dx\]

Đáp án cần chọn là: A


Câu 2:

Biết \[\smallint f\left( x \right){\rm{d}}x = 2x\ln \left( {3x - 1} \right) + C\] với \[x \in \left( {\frac{1}{9}; + \infty } \right)\]. Tìm khẳng định đúng trong các khẳng định sau.

Xem đáp án

Đặt\[t = 3x \Rightarrow dt = 3dx \Rightarrow dx = \frac{{dt}}{3}\]  khi đó:

\[\begin{array}{*{20}{l}}{\smallint f\left( {3x} \right){\rm{d}}x\; = \frac{1}{3}\smallint f\left( t \right)dt\; = \frac{1}{3}\left( {2t\ln \left( {3t - 1} \right)} \right) + C}\\{ = \frac{1}{3}\left( {2.3x.\ln \left( {3.3x - 1} \right)} \right) + C = 2x\ln \left( {9x - 1} \right) + C}\end{array}\]

Vậy \[\smallint f\left( {3x} \right){\rm{d}}x\; = 2x\ln \left( {9x - 1} \right) + C\]

Đáp án cần chọn là: A


Câu 3:

Nếu \[t = {x^2}\] thì:

Xem đáp án

Ta có:\[t = {x^2} \Rightarrow dt = 2xdx \Rightarrow xdx = \frac{{dt}}{2}\]

\[ \Rightarrow xf\left( {{x^2}} \right)dx = f\left( {{x^2}} \right).xdx = f\left( t \right).\frac{{dt}}{2} = \frac{1}{2}f\left( t \right)dt\]

Đáp án cần chọn là: B


Câu 4:

Cho \[f\left( x \right) = \sin 2x\sqrt {1 - {{\cos }^2}x} \]. Nếu đặt \[\sqrt {1 - {{\cos }^2}x} = t\] thì:

Xem đáp án

Ta có: \[\sqrt {1 - {{\cos }^2}x} = t\]

\[ \Rightarrow {t^2} = 1 - {\cos ^2}x \Rightarrow 2tdt = 2\cos x\sin xdx = \sin 2xdx \Rightarrow \sin 2xdx = 2tdt\]

Suy ra\[f\left( x \right)dx = \sin 2x\sqrt {1 - {{\cos }^2}x} dx = \sqrt {1 - {{\cos }^2}x} .\sin 2xdx = t.2tdt = 2{t^2}dt\]

Đáp án cần chọn là: D


Câu 5:

Tính \[I = \smallint 3{x^5}\sqrt {{x^3} + 1} dx\]

Xem đáp án

\[I = \smallint 3{x^5}\sqrt {{x^3} + 1} dx = \smallint 3{x^2}.{x^3}\sqrt {{x^3} + 1} dx\]

Đặt \[\sqrt {{x^3} + 1} = t \Rightarrow {x^3} + 1 = {t^2} \Rightarrow 3{x^2}dx = 2tdt\]

\[ \Rightarrow I = \smallint \left( {{t^2} - 1} \right).t.2tdt = 2\smallint \left( {{t^4} - {t^2}} \right)dt = \frac{2}{5}{t^5} - \frac{2}{3}{t^3} + C\]

\[ = \frac{2}{5}{\left( {{x^3} + 1} \right)^2}\sqrt {{x^3} + 1} - \frac{2}{3}\left( {{x^3} + 1} \right)\sqrt {{x^3} + 1} + C\]

Đáp án cần chọn là: B


Câu 6:

Cho \[F\left( x \right) = \smallint \frac{{\ln x}}{{x\sqrt {1 - \ln x} }}dx\] , biết\[F(e) = 3\] , tìm \[F(x) = ?\]

Xem đáp án

\[F\left( x \right) = \smallint \frac{{\ln x}}{{x\sqrt {1 - \ln x} }}dx\]

Đặt\[\sqrt {1 - \ln x} = t \Rightarrow 1 - \ln x = {t^2} \Rightarrow \ln x = 1 - {t^2} \Rightarrow \frac{1}{x}dx = - 2tdt\]

\[ \Rightarrow F\left( x \right) = \smallint \frac{{1 - {t^2}}}{t}\left( { - 2tdt} \right) = - 2\smallint \left( {1 - {t^2}} \right)dt\]

\[ = - 2t + \frac{2}{3}{t^3} + C = - 2\sqrt {1 - \ln x} + \frac{2}{3}\left( {1 - \ln x} \right)\sqrt {1 - \ln x} + C\]

\[\begin{array}{*{20}{l}}{F\left( e \right) = - 2\sqrt {1 - 1} + \frac{2}{3}\left( {1 - 1} \right)\sqrt {1 - 1} + C = 3 \Rightarrow C = 3}\\{ \Rightarrow F\left( x \right) = - 2\sqrt {1 - \ln x} + \frac{2}{3}\left( {1 - \ln x} \right)\sqrt {1 - \ln x} + 3}\end{array}\]

Đáp án cần chọn là: A


Câu 7:

Tính \[I = \smallint \frac{{{{\cos }^3}x}}{{1 + \sin x}}dx\] với \[t = sinx\]. Tính I theo t?

Xem đáp án

\[I = \smallint \frac{{{{\cos }^3}x}}{{1 + \sin x}}dx = \smallint \frac{{{{\cos }^2}x.\cos xdx}}{{1 + \sin x}} = \smallint \frac{{\left( {1 - {{\sin }^2}x} \right)\cos xdx}}{{1 + \sin x}}\]

Đặt\[\sin x = t \Rightarrow \cos xdx = dtI = \smallint \frac{{\left( {1 - {t^2}} \right)dt}}{{1 + t}} = \smallint \left( {1 - t} \right)dt = t - \frac{1}{2}{t^2} + C\]

Đáp án cần chọn là: A


Câu 8:

Cho \[f\left( x \right) = \frac{{{x^2}}}{{\sqrt {1 - x} }}\] và \[\smallint f(x)dx = - 2\smallint {({t^2} - m)^2}dt\]với \[t = \sqrt {1 - x} \;\], giá trị của m bằng ?

Xem đáp án

\[f\left( x \right) = \frac{{{x^2}}}{{\sqrt {1 - x} }}\] và\[t = \sqrt {1 - x} \Rightarrow 1 - x = {t^2} \Rightarrow x = 1 - {t^2} \Rightarrow dx = - 2tdt\]

\[ \Rightarrow \smallint f\left( x \right)dx = \smallint \frac{{{{\left( {1 - {t^2}} \right)}^2}}}{t}\left( { - 2tdt} \right) = - 2\smallint {\left( {1 - {t^2}} \right)^2}dt = - 2\smallint {\left( {{t^2} - 1} \right)^2}dt\]

\[ \Rightarrow m = 1\]

Đáp án cần chọn là: C


Câu 9:

Cho \[F\left( x \right) = \smallint \frac{x}{{1 + \sqrt {1 + x} }}dx\]và \[F\left( 3 \right) - F\left( 0 \right) = \frac{a}{b}\] là phân số tối giản , a>0. Tổng a+b bằng ?

Xem đáp án

\[F\left( x \right) = \smallint \frac{x}{{1 + \sqrt {1 + x} }}dx\]

Đặt\[\sqrt {1 + x} = t \Rightarrow 1 + x = {t^2} \Rightarrow x = {t^2} - 1 \Rightarrow dx = 2tdt\]

\[\begin{array}{*{20}{l}}{ \Rightarrow F\left( x \right) = \smallint \frac{{{t^2} - 1}}{{1 + t}}.2tdt = 2\smallint t\left( {t - 1} \right)dt = 2\smallint \left( {{t^2} - t} \right)dt}\\{ = \frac{2}{3}{t^3} - {t^2} + C = \frac{2}{3}\left( {1 + x} \right)\sqrt {1 + x} - \left( {1 + x} \right) + C}\\{ \Rightarrow F\left( 3 \right) - F\left( 0 \right) = \frac{2}{3}\left( {1 + 3} \right)\sqrt {1 + 3} - \left( {1 + 3} \right) - \frac{2}{3}\left( {1 + 0} \right)\sqrt {1 + 0} + \left( {1 + 0} \right) = \frac{5}{3}}\\{ \Rightarrow a = 5,b = 3 \Rightarrow a + b = 8}\end{array}\]

Đáp án cần chọn là: C


Câu 10:

Cho nguyên hàm \[I = \smallint \frac{{6tanx}}{{{{\cos }^2}x\sqrt {3\tan x + 1} }}dx\] . Giả sử đặt \[u = \sqrt {3tanx + 1} \;\] thì ta được:

Xem đáp án

\[I = \smallint \frac{{6tanx}}{{{{\cos }^2}x\sqrt {3\tan x + 1} }}dx\]

Đặt

\[u = \sqrt {3\tan x + 1} \Rightarrow {u^2} = 3\tan x + 1 \Rightarrow \frac{3}{{{{\cos }^2}x}}dx = 2udu \Rightarrow \frac{{dx}}{{{{\cos }^2}x}} = \frac{{2udu}}{3}\]

\[I = \smallint \frac{{2\left( {{u^2} - 1} \right)}}{{3u}}2udu = \frac{4}{3}\smallint \left( {{u^2} - 1} \right)du\]

Đáp án cần chọn là: C


Câu 11:

Cho nguyên hàm \[I = \smallint \frac{{{e^{2x}}}}{{\left( {{e^x} + 1} \right)\sqrt {{e^x} + 1} }}dx = a\left( {t + \frac{1}{t}} \right) + C\] với \[t = \sqrt {{e^x} + 1} \;\], giá trị a bằng?

Xem đáp án

\[I = \smallint \frac{{{e^{2x}}}}{{\left( {{e^x} + 1} \right)\sqrt {{e^x} + 1} }}dx = a\left( {t + \frac{1}{t}} \right) + C\]

Đặt\[t = \sqrt {{e^x} + 1} \Rightarrow {e^x} + 1 = {t^2} \Rightarrow {e^x} = {t^2} - 1 \Rightarrow {e^x}dx = 2tdt\]

\[I = \smallint \frac{{{t^2} - 1}}{{{t^2}.t}}2tdt = 2\smallint \left( {1 - \frac{1}{{{t^2}}}} \right)dt = 2\left( {t + \frac{1}{t}} \right) + C \Rightarrow a = 2\]

Đáp án cần chọn là: B


Câu 12:

Nếu có \[x = cott\;\] thì:

Xem đáp án

Ta có:  \[x = \cot t \Rightarrow dx = {\left( {\cot t} \right)^\prime }dt = - \frac{1}{{{{\sin }^2}t}}dt = - \left( {1 + {{\cot }^2}t} \right)dt\]

Do

\[\begin{array}{*{20}{l}}{\frac{1}{{{{\sin }^2}t}} = \frac{{{{\sin }^2}x + {{\cos }^2}x}}{{{{\sin }^2}x}}}\\{ = 1 + {{\left( {\frac{{\cos x}}{{\sin x}}} \right)}^2} = 1 + {{\cot }^2}x}\end{array}\]

Đáp án cần chọn là: B


Câu 13:

Cho hàm số \[f\left( x \right) = \frac{1}{{{x^2} + 1}}\]. Khi đó, nếu đặt x=tant thì:

Xem đáp án

Ta có: \[x = \tan t \Rightarrow dx = \frac{1}{{{{\cos }^2}t}}dt = \left( {1 + {{\tan }^2}t} \right)dt\]

Do đó \[f\left( x \right)dx = \frac{1}{{{x^2} + 1}}dx = \frac{1}{{{{\tan }^2}t + 1}}\left( {1 + {{\tan }^2}t} \right)dt = dt\]

Đáp án cần chọn là: B


Câu 14:

Biết F(x) là một nguyên hàm của hàm số\[f(x) = \frac{x}{{\sqrt {8 - {x^2}} }}\] thoả mãn F(2)=0. Khi đó phương trình F(x)=x có nghiệm là

Xem đáp án

Đặt \[t = \sqrt {8 - {x^2}} \Rightarrow {t^2} = 8 - {x^2} \Rightarrow - tdt = xdx\]

\[\smallint \frac{x}{{\sqrt {8 - {x^2}} }}dx = - \smallint \frac{{tdt}}{t} = - t + C = - \sqrt {8 - {x^2}} + C\]

Vì \[F\left( 2 \right) = 0\] nên\[C = 2\]

Ta có phương trình \[ - \sqrt {8 - {x^2}} + 2 = x \Leftrightarrow x = 1 - \sqrt 3 \]Đáp án cần chọn là: A


Câu 15:

Tìm nguyên hàm của hàm số \[f(x) = \frac{x}{{\sqrt {3{x^2} + 2} }}\]

Xem đáp án
\[\smallint \frac{x}{{\sqrt {3{{\rm{x}}^2} + 2} }}d{\rm{x}} = \frac{1}{6}\smallint \frac{{d\left( {3{{\rm{x}}^2} + 2} \right)}}{{\sqrt {3{{\rm{x}}^2} + 2} }} = \frac{1}{3}\smallint \frac{{d\left( {3{{\rm{x}}^2} + 2} \right)}}{{2\sqrt {3{{\rm{x}}^2} + 2} }} = \frac{1}{3}\sqrt {3{{\rm{x}}^2} + 2} + C\]

Đáp án cần chọn là: A


Câu 16:

Cho nguyên hàm \[I = \smallint \frac{{\sqrt {{x^2} - 1} }}{{{x^3}}}\,{\rm{d}}x.\]. Nếu đổi biến số \[x = 1sint\;\] với \[t \in [\frac{\pi }{4};\frac{\pi }{2}]\] thì

Xem đáp án

Đặt\[x = \frac{1}{{\sin t}} \Leftrightarrow {\rm{d}}x = {\left( {\frac{1}{{\sin t}}} \right)^\prime }{\rm{d}}t \Leftrightarrow {\rm{d}}x = - \frac{{\cos t}}{{{{\sin }^2}t}}{\rm{d}}t\]

Và\[\frac{{\sqrt {{x^2} - 1} }}{{{x^3}}} = {\sin ^3}t.\sqrt {\frac{1}{{{{\sin }^2}t}} - 1} = {\sin ^3}t.\sqrt {\frac{{1 - {{\sin }^2}t}}{{{{\sin }^2}t}}} = {\sin ^3}t.\frac{{\cos t}}{{\sin t}} = {\sin ^2}t.\cos t.\]

Khi đó

\[I = \smallint {\sin ^2}t.\cos t.\left( { - \frac{{\cos t}}{{{{\sin }^2}t}}} \right){\rm{d}}t = - \,\smallint {\cos ^2}t\,{\rm{d}}t = - \frac{1}{2}\smallint \left( {1 + \cos 2t} \right){\rm{d}}t.\]

Đáp án cần chọn là: A


Câu 17:

Gọi F(x) là một nguyên hàm của hàm số \[f\left( x \right) = \frac{{{x^2}\sin x + 2x\cos x}}{{x\sin x + \cos x}}\]. Biết \[F\left( 0 \right) = 1,\] Tính giá trị biểu thức \[F\left( {\frac{\pi }{2}} \right).\]

Xem đáp án

Ta có \[f\left( x \right) = \frac{{{x^2}\sin x + x\cos x + x\cos x}}{{x\sin x + \cos x}} = x + \frac{{x\cos x}}{{x\sin x + \cos x}}\]

Khi đó

\[\smallint f\left( x \right){\rm{d}}x = \smallint \left( {x + \frac{{x\cos x}}{{x\sin x + \cos x}}} \right){\rm{d}}x = \smallint x{\rm{d}}x + \smallint \frac{{x\cos x}}{{x\sin x + \cos x}}{\rm{d}}x.\]

Đặt

\[t = x\sin x + \cos x \Leftrightarrow {\rm{d}}t = {\left( {x\sin x + \cos x} \right)^\prime }{\rm{d}}x = \left( {\sin x + x\cos x - \sin x} \right)dx = x\cos x\,{\rm{d}}x.\]

Suy ra

\[\smallint \frac{{x\cos x}}{{x\sin x + \cos x}}{\rm{d}}x = \smallint \frac{{{\rm{d}}t}}{t} = \ln \left| t \right| + C = \ln \left| {x\sin x + \cos x} \right| + C.\]

Do đó

\[\begin{array}{*{20}{l}}{F\left( x \right) = \smallint f\left( x \right){\rm{d}}x = \frac{{{x^2}}}{2} + \ln \left| {x\sin x + \cos x} \right| + C.}\\{ \Rightarrow F\left( 0 \right) = C = 1 \Rightarrow F\left( x \right) = \frac{{{x^2}}}{2} + \ln \left| {x\sin x + \cos x} \right| + 1.}\\{ \Rightarrow F\left( {\frac{\pi }{2}} \right) = \frac{{{\pi ^2}}}{8} + \ln \frac{\pi }{2} + 1.}\end{array}\]

Đáp án cần chọn là: D

Câu 18:

Biết \[\smallint f\left( u \right)du = F\left( u \right) + C\]. Tìm khẳng định đúng

Xem đáp án

Đặt \[u = 5x + 2 \Rightarrow du = 5dx\]

\[ \Rightarrow \smallint f(5x + 2)dx = \smallint f\left( u \right).\frac{1}{5}du = \frac{1}{5}\smallint f\left( u \right)du\]

\[ = \frac{1}{5}F\left( u \right) + C = \frac{1}{5}F\left( {5x + 2} \right) + C\]
Đáp án cần chọn là: C


Câu 19:

Cho F(x) là một nguyên hàm của hàm số \[f\left( x \right) = x\sqrt {{x^2} - m} \]. Số giá trị của tham số m để \[F\left( {\sqrt 2 } \right) = \frac{7}{3}\] và \[F\left( {\sqrt 5 } \right) = \frac{{14}}{3}\;\] là:

Xem đáp án

Ta có:\[F\left( x \right) = \smallint f\left( x \right)dx = \smallint x\sqrt {{x^2} - m} dx\]

Đặt \[t = \sqrt {{x^2} - m} \Rightarrow {t^2} = {x^2} - m \Leftrightarrow tdt = xdx\]

\[ \Rightarrow F\left( x \right) = \smallint t.tdt = \smallint {t^2}dt = \frac{{{t^3}}}{3} + C = \frac{{{{\left( {\sqrt {{x^2} - m} } \right)}^3}}}{3} + C\]

Theo bài ra ta có:\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{F(\sqrt 2 ) = \frac{7}{3}}\\{F(\sqrt 5 ) = \frac{{14}}{3}}\end{array}} \right. \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{\frac{{{{\left( {\sqrt {2 - m)} } \right)}^3}}}{3} + C = \frac{7}{3}}\\{\frac{{{{\left( {\sqrt {5 - m)} } \right)}^3}}}{3} + C = \frac{{14}}{3}}\end{array}} \right.\)

\( \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{\frac{{{{\left( {\sqrt {2 - m)} } \right)}^3}}}{3} + C = \frac{7}{3}}\\{\frac{{{{\left( {\sqrt {5 - m)} } \right)}^3}}}{3} - \frac{{{{\left( {\sqrt {2 - m)} } \right)}^3}}}{3} = \frac{7}{3}}\end{array}} \right.\)

\( \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{\frac{{{{\left( {\sqrt {2 - m)} } \right)}^3}}}{3} + C = \frac{7}{3}}\\{{{\left( {\sqrt {5 - m)} } \right)}^3} - {{\left( {\sqrt {2 - m)} } \right)}^3} = 7}\end{array}} \right.\)

\( \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{\frac{{{{\left( {\sqrt {2 - m)} } \right)}^3}}}{3} + C = \frac{7}{3}}\\{{{\left( {\sqrt {5 - m)} } \right)}^3} - {{\left( {\sqrt {2 - m)} } \right)}^3} - 7 = 0\left( * \right)}\end{array}} \right.\)

Xét hàm số \[f\left( m \right) = {\left( {\sqrt {5 - m} } \right)^3} - {\left( {\sqrt {2 - m} } \right)^3} - 7\] với\[m \le 2\]

Ta có

\[f'\left( m \right) = - \frac{3}{2}\sqrt {5 - m} + \frac{3}{2}\sqrt {2 - m} = \frac{3}{2}\left( {\sqrt {2 - m} - \sqrt {5 - m} } \right)\]

Vì \[2 - m < 5 - m\,\,\forall m \le 2 \Rightarrow \sqrt {2 - m} < \sqrt {5 - m} \,\,\forall m \le 2\] do đó\[f'\left( m \right) < 0\,\,\forall m \le 2\]

Suy ra hàm số f(m) nghịch biến trên\[\left( { - \infty ;2} \right]\]

Khi đó phương trình (*) có nhiều nhất 1 nghiệm, mà f(1)=0 nên m=1là nghiệm duy nhất của phương trình (*).

Vậy có 1 giá trị của mm thỏa mãn yêu cầu bài toán.

Đáp án cần chọn là: C


Câu 20:

Nguyên hàm của hàm số \[y = \cot x\] là:

Xem đáp án

\[\smallint \cot xdx = \smallint \frac{{\cos x}}{{\sin x}}dx\]

Đặt \[t = \sin x \Rightarrow dt = \cos xdx\]

Khi đó ta có:

\[\begin{array}{*{20}{l}}{\smallint \cot xdx = \smallint \frac{{\cos x}}{{\sin x}}dx = \smallint \frac{{dt}}{t} = \ln \left| t \right| + C}\\{\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = \ln \left| {\sin x} \right| + C}\end{array}\]

Đáp án cần chọn là: B


Bắt đầu thi ngay