TopStudy

Đáp án và lời giải

Giải SBT Toán 12 Bài 11. Nguyên hàm

Về trang đề

Câu 1

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Ta có: f(x) = ∫f′(x)dx\int {f'\left( x \right)dx}

= ∫(3x+2x3)dx\int {\left( {3\sqrt x + \frac{2}{{\sqrt[3]{x}}}} \right)} dx

= ∫3xdx+∫2x3dx\int {3\sqrt x dx + \int {\frac{2}{{\sqrt[3]{x}}}} } dx

= 2xx\sqrt x + 3x23\sqrt[3]{{{x^2}}} + C.

Mà f(1) = 1 nên 2 + 3 + C = 1 hay C = −4.

Vậy f(x) = 2xx\sqrt x + 3x23\sqrt[3]{{{x^2}}} − 4.

Câu 2

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) ∫(x+2)2x4dx\int {\frac{{{{\left( {x + 2} \right)}^2}}}{{{x^4}}}dx} = ∫x2+2x+1x4dx\int {\frac{{{x^2} + 2x + 1}}{{{x^4}}}dx}

= ∫(1x2+2x3+1x4)dx\int {\left( {\frac{1}{{{x^2}}} + \frac{2}{{{x^3}}} + \frac{1}{{{x^4}}}} \right)dx}

= ∫1x2dx+∫2x3dx+∫1x4dx\int {\frac{1}{{{x^2}}}dx + \int {\frac{2}{{{x^3}}}dx + \int {\frac{1}{{{x^4}}}dx} } }

= −1x- \frac{1}{x} + 4.x−2−2\frac{{{x^{ - 2}}}}{{ - 2}} + 4.x−3−3\frac{{{x^{ - 3}}}}{{ - 3}} + C

= −1x- \frac{1}{x} − 2x2\frac{2}{{{x^2}}} − 43x3\frac{4}{{3{x^3}}} + C.

b) ∫x(7x2+6)dx\int {\sqrt x \left( {7{x^2} + 6} \right)dx} = ∫(7x2x+6x)dx\int {\left( {7{x^2}\sqrt x + 6\sqrt x } \right)} dx

= ∫7x2xdx+∫6xdx\int {7{x^2}\sqrt x dx + \int {6\sqrt x } } dx

= 7∫x52dx+6∫x12dx7\int {{x^{\frac{5}{2}}}} dx + 6\int {{x^{\frac{1}{2}}}dx}

= 2x72+4x32{x^{\frac{7}{2}}} + 4{x^{\frac{3}{2}}} + C

= 2x3^{3}x\sqrt x + 4xx\sqrt x + C.

Câu 3

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) ∫(3x+4)x3dx\int {\left( {3x + 4} \right)\sqrt[3]{x}} dx = ∫(3xx3+4x3)dx\int {\left( {3x\sqrt[3]{x} + 4\sqrt[3]{x}} \right)} dx

= ∫3xx3dx+∫4x3dx\int {3x\sqrt[3]{x}dx + \int {4\sqrt[3]{x}dx} }

= ∫3x43dx\int {3{x^{\frac{4}{3}}}dx} + ∫4x13dx\int {4{x^{\frac{1}{3}}}} dx

= 97x2x3+3xx3\frac{9}{7}{x^2}\sqrt[3]{x} + 3x\sqrt[3]{x} + C

= (97x2+3x)x3\left( {\frac{9}{7}{x^2} + 3x} \right)\sqrt[3]{x} + C

b) ∫(2x+3)2xdx\int {\frac{{{{\left( {2x + 3} \right)}^2}}}{{\sqrt x }}dx} = ∫4x2+12x+9xdx\int {\frac{{4{x^2} + 12x + 9}}{{\sqrt x }}dx}

= ∫(4xx+12x+9x)dx\int {\left( {4x\sqrt x + 12\sqrt x + \frac{9}{{\sqrt x }}} \right)dx}

= ∫4xxdx+∫12xdx+∫9xdx\int {4x\sqrt x dx + \int {12\sqrt x } } dx + \int {\frac{9}{{\sqrt x }}dx}

= 4∫x32dx+12∫x12dx+9∫x−12dx4\int {{x^{\frac{3}{2}}}} dx + 12\int {{x^{\frac{1}{2}}}dx + 9\int {{x^{\frac{{ - 1}}{2}}}dx} }

= 85x2x+8xx+18x+C\frac{8}{5}{x^2}\sqrt x + 8x\sqrt x + 18\sqrt x + C

= (85x2+8x+18)x\left( {\frac{8}{5}{x^2} + 8x + 18} \right)\sqrt x + C.

Câu 4

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) ∫(2ex+13x)dx\int {\left( {2{e^x} + \frac{1}{{{3^x}}}} \right)} dx = ∫2exdx+∫13xdx\int {2{e^x}dx + \int {\frac{1}{{{3^x}}}dx} }

= ∫2exdx+∫3−xdx\int {2{e^x}dx + \int {{3^{ - x}}dx} }

= 2ex − 13x.ln⁡3\frac{1}{{{3^x}.\ln 3}} + C.

b) ∫(x2+2x)dx\int {\left( {{x^2} + {2^x}} \right)} dx = ∫x2dx+∫2xdx\int {{x^2}dx + \int {{2^x}dx} }

= x33+2xln⁡2+C\frac{{{x^3}}}{3} + \frac{{{2^x}}}{{\ln 2}} + C.

Câu 5

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) ∫(2x+3x)2dx\int {{{\left( {{2^x} + {3^x}} \right)}^2}dx} = ∫(22x+2.6x+32x)dx\int {\left( {{2^{2x}} + {{2.6}^x} + {3^{2x}}} \right)dx}

= ∫(4x+2.6x+9x)dx\int {\left( {{4^x} + {{2.6}^x} + {9^x}} \right)} dx

= ∫4xdx+∫2.6xdx+∫9xdx\int {{4^x}dx + \int {{{2.6}^x}dx + \int {{9^x}dx} } }

= 4xln⁡4+2.6xln⁡6+9xln⁡9\frac{{{4^x}}}{{\ln 4}} + \frac{{{{2.6}^x}}}{{\ln 6}} + \frac{{{9^x}}}{{\ln 9}}+ C.

b) ∫(ex−e−x)2dx\int {{{\left( {{e^x} - {e^{ - x}}} \right)}^2}dx} = ∫(e2x−2ex.e−x+e−2x)dx\int {\left( {{e^{2x}} - 2{e^x}.{e^{ - x}} + {e^{ - 2x}}} \right)} dx

= ∫e2xdx+∫e−2xdx−∫2dx\int {{e^{2x}}dx + \int {{e^{ - 2x}}dx - \int {2dx} } }

= e2x2−e−2x2−2x+C\frac{{{e^{2x}}}}{2} - \frac{{{e^{ - 2x}}}}{2} - 2x + C.

Câu 6

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) ∫(2cos⁡x+3x)dx\int {\left( {2\cos x + \frac{3}{{\sqrt x }}} \right)dx} = ∫2cos⁡xdx+∫3xdx\int {2\cos xdx + \int {\frac{3}{{\sqrt x }}} } dx

= 2sinx + 6x\sqrt x + C.

b) ∫(3x−4sin⁡x)dx\int {\left( {3\sqrt x - 4\sin x} \right)dx} = ∫3xdx−∫4sin⁡xdx\int {3\sqrt x dx - \int {4\sin xdx} }

= 2xx+4cos⁡x+C.2x\sqrt x + 4\cos x + C.

Câu 7

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) ∫(x+sin⁡2x2)dx\int {\left( {x + {{\sin }^2}\frac{x}{2}} \right)dx} = ∫xdx+∫sin⁡2x2dx\int {xdx + \int {{{\sin }^2}\frac{x}{2}dx} }

= ∫xdx+∫1−cos⁡x2dx\int {xdx + \int {\frac{{1 - \cos x}}{2}dx} }

= ∫xdx+∫12dx−∫cos⁡x2dx\int {xdx + \int {\frac{1}{2}dx - \int {\frac{{\cos x}}{2}dx} } }

= 12x2+12x−12sin⁡x+C\frac{1}{2}{x^2} + \frac{1}{2}x - \frac{1}{2}\sin x + C.

b) ∫(2tan⁡x+cot⁡x)2dx\int {{{\left( {2\tan x + \cot x} \right)}^2}dx} = ∫(4tan⁡2x+4tan⁡xcot⁡x+cot⁡2x)dx\int {\left( {4{{\tan }^2}x + 4\tan x\cot x + {{\cot }^2}x} \right)dx}

= ∫(4cos⁡2x−4+4+1sin⁡2x−1)dx\int {\left( {\frac{4}{{{{\cos }^2}x}} - 4 + 4 + \frac{1}{{{{\sin }^2}x}} - 1} \right)dx}

= ∫4cos⁡2xdx+∫1sin⁡2xdx−∫1dx\int {\frac{4}{{{{\cos }^2}xdx}} + \int {\frac{1}{{{{\sin }^2}x}}dx - \int {1dx} } }

= 4tanx – cotx – x + C.

Câu 8

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Độ cao h(t) của viên đạn tại điểm t là:

h(t) = ∫(150−9,8t)dt\int {\left( {150 - 9{,}8t} \right)dt} = 150t – 9,8t22\frac{{{t^2}}}{2}+ C = 150t – 4,9t2^{2} + C.

Thay t = 0 ta được h(0) = C = 0.

Vậy h(t) = 150t – 4,9t2^{2} (m).

a) Sau t = 3 giây, độ cao của viên đạn là:

h = h(3) = 150.3 – 4,9.32^{2} = 405,9 (m).

b) Ta có: h(t) = 150t – 4,9t2^{2} (m).

h*'*(t) = v(t) = 150 – 9,8t

h*'*(t) = 0 ⇔ t = 1509,8\frac{{150}}{{9{,}8}}.

Ta có bảng xét dấu như sau:

Hình minh hoạ

Khi đó, viên đạn đạt độ cao lớn nhất tại thời điểm tmax_{max} = 1509,8\frac{{150}}{{9{,}8}}.

Như vậy hmax_{max} = 150tmax_{max} – 4,9tmax⁡2t_{\max }^2≈ 1148,0 (m).

Câu 9

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Ta có: F*'*(u) = f(u), với mọi u ∈ K.

[F(u(x))]′{\left[ {F\left( {u\left( x \right)} \right)} \right]^\prime } = F′(u(x))F'\left( {u\left( x \right)} \right).u*'*(x) = f(u(x)).u′(x)f\left( {u\left( x \right)} \right).u'\left( x \right), với mọi x ∈ J.

Do đó, ∫f(u(x)).u′(x)dx\int {f\left( {u(x)} \right).u'(x)dx} = F(u(x))F\left( {u\left( x \right)} \right) + C.

Áp dụng:

∫(2x+1)5dx\int {{{\left( {2x + 1} \right)}^5}dx} = ∫(2x+1)5(2x+1)′2dx{\int {\left( {2x + 1} \right)} ^5}\frac{{{{\left( {2x + 1} \right)}^\prime }}}{2}dx

= 12∫(2x+1)5(2x+1)′dx\frac{1}{2}\int {{{\left( {2x + 1} \right)}^5}{{\left( {2x + 1} \right)}^\prime }dx}

= 12.(2x+1)66+C\frac{1}{2}.\frac{{{{\left( {2x + 1} \right)}^6}}}{6} + C

= (2x+1)612+C\frac{{{{\left( {2x + 1} \right)}^6}}}{{12}} + C.

∫12x+1dx\int {\frac{1}{{\sqrt {2x + 1} }}dx} = ∫12x+1.(2x+1)′2dx\int {\frac{1}{{\sqrt {2x + 1} }}.\frac{{{{\left( {2x + 1} \right)}^\prime }}}{2}dx}

= ∫122x+1.(2x+1)′dx\int {\frac{1}{{2\sqrt {2x + 1} }}.{{\left( {2x + 1} \right)}^\prime }dx}

= 2x+1+C.\sqrt {2x + 1} + C.

Câu 10

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) ∫2x−1x+1dx\int {\frac{{2x - 1}}{{x + 1}}dx} = ∫[2(x+1)−3x+1]dx\int {\left[ {\frac{{2\left( {x + 1} \right) - 3}}{{x + 1}}} \right]dx}

= ∫2dx−∫3x+1dx\int {2dx - \int {\frac{3}{{x + 1}}dx} }

= 2x – 3ln∣x+1∣\left| {x + 1} \right| + C.

b) ∫(3+2sin⁡2x)dx\int {\left( {3 + 2{{\sin }^2}x} \right)dx} = ∫(3+2.1−cos⁡2x2dx)\int {\left( {3 + 2.\frac{{1 - \cos 2x}}{2}dx} \right)}

= ∫(3+1−cos⁡2x)dx\int {\left( {3 + 1 - \cos 2x} \right)dx}

= ∫(4−cos⁡2x)dx\int {\left( {4 - \cos 2x} \right)dx}

= 4x − ∫cos⁡2x.(2x)′2dx\int {\cos 2x.\frac{{{{\left( {2x} \right)}^\prime }}}{2}dx}

= 4x − sin⁡2x2\frac{{\sin 2x}}{2} + C.